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Java HashSet的实现原理详解

發布時間:2023/12/4 java 34 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 Java HashSet的实现原理详解 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

HashSet是Java Map類型的集合類中最常使用的,本文基于Java1.8,對于HashSet的實現原理做一下詳細講解。

(Java1.8源碼:http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/)


一、HashSet實現原理總結


HashSet的實現原理總結如下:

①是基于HashMap實現的,默認構造函數是構建一個初始容量為16,負載因子為0.75 的HashMap。封裝了一個 HashMap 對象來存儲所有的集合元素,所有放入 HashSet 中的集合元素實際上由 HashMap 的 key 來保存,而 HashMap 的 value 則存儲了一個 PRESENT,它是一個靜態的 Object 對象。

②當我們試圖把某個類的對象當成 HashMap的 key,或試圖將這個類的對象放入 HashSet 中保存時,重寫該類的equals(Object obj)方法和 hashCode() 方法很重要,而且這兩個方法的返回值必須保持一致:當該類的兩個的 hashCode() 返回值相同時,它們通過 equals() 方法比較也應該返回 true。通常來說,所有參與計算 hashCode() 返回值的關鍵屬性,都應該用于作為 equals() 比較的標準。

③HashSet的其他操作都是基于HashMap的。


二、HashSet的實現原理詳解

(轉自:http://zhangshixi.iteye.com/blog/673143)

1.??? HashSet概述:

???HashSet實現Set接口,由哈希表(實際上是一個HashMap實例)支持。它不保證set?的迭代順序;特別是它不保證該順序恒久不變。此類允許使用null元素。

?

2.??? HashSet的實現:

???對于HashSet而言,它是基于HashMap實現的,HashSet底層使用HashMap來保存所有元素,因此HashSet?的實現比較簡單,相關HashSet的操作,基本上都是直接調用底層HashMap的相關方法來完成,?HashSet的源代碼如下:

Java代碼??
  • public?class?HashSet<E>??
  • ????extends?AbstractSet<E>??
  • ????implements?Set<E>,?Cloneable,?java.io.Serializable??
  • {??
  • ????static?final?long?serialVersionUID?=?-5024744406713321676L;??
  • ??
  • ????//?底層使用HashMap來保存HashSet中所有元素。??
  • ????private?transient?HashMap<E,Object>?map;??
  • ??????
  • ????//?定義一個虛擬的Object對象作為HashMap的value,將此對象定義為static?final。??
  • ????private?static?final?Object?PRESENT?=?new?Object();??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?默認的無參構造器,構造一個空的HashSet。?
  • ?????*??
  • ?????*?實際底層會初始化一個空的HashMap,并使用默認初始容量為16和加載因子0.75。?
  • ?????*/??
  • ????public?HashSet()?{??
  • ????map?=?new?HashMap<E,Object>();??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?構造一個包含指定collection中的元素的新set。?
  • ?????*?
  • ?????*?實際底層使用默認的加載因子0.75和足以包含指定?
  • ?????*?collection中所有元素的初始容量來創建一個HashMap。?
  • ?????*?@param?c?其中的元素將存放在此set中的collection。?
  • ?????*/??
  • ????public?HashSet(Collection<??extends?E>?c)?{??
  • ????map?=?new?HashMap<E,Object>(Math.max((int)?(c.size()/.75f)?+?1,?16));??
  • ????addAll(c);??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?以指定的initialCapacity和loadFactor構造一個空的HashSet。?
  • ?????*?
  • ?????*?實際底層以相應的參數構造一個空的HashMap。?
  • ?????*?@param?initialCapacity?初始容量。?
  • ?????*?@param?loadFactor?加載因子。?
  • ?????*/??
  • ????public?HashSet(int?initialCapacity,?float?loadFactor)?{??
  • ????map?=?new?HashMap<E,Object>(initialCapacity,?loadFactor);??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?以指定的initialCapacity構造一個空的HashSet。?
  • ?????*?
  • ?????*?實際底層以相應的參數及加載因子loadFactor為0.75構造一個空的HashMap。?
  • ?????*?@param?initialCapacity?初始容量。?
  • ?????*/??
  • ????public?HashSet(int?initialCapacity)?{??
  • ????map?=?new?HashMap<E,Object>(initialCapacity);??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?以指定的initialCapacity和loadFactor構造一個新的空鏈接哈希集合。?
  • ?????*?此構造函數為包訪問權限,不對外公開,實際只是是對LinkedHashSet的支持。?
  • ?????*?
  • ?????*?實際底層會以指定的參數構造一個空LinkedHashMap實例來實現。?
  • ?????*?@param?initialCapacity?初始容量。?
  • ?????*?@param?loadFactor?加載因子。?
  • ?????*?@param?dummy?標記。?
  • ?????*/??
  • ????HashSet(int?initialCapacity,?float?loadFactor,?boolean?dummy)?{??
  • ????map?=?new?LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity,?loadFactor);??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?返回對此set中元素進行迭代的迭代器。返回元素的順序并不是特定的。?
  • ?????*??
  • ?????*?底層實際調用底層HashMap的keySet來返回所有的key。?
  • ?????*?可見HashSet中的元素,只是存放在了底層HashMap的key上,?
  • ?????*?value使用一個static?final的Object對象標識。?
  • ?????*?@return?對此set中元素進行迭代的Iterator。?
  • ?????*/??
  • ????public?Iterator<E>?iterator()?{??
  • ????return?map.keySet().iterator();??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?返回此set中的元素的數量(set的容量)。?
  • ?????*?
  • ?????*?底層實際調用HashMap的size()方法返回Entry的數量,就得到該Set中元素的個數。?
  • ?????*?@return?此set中的元素的數量(set的容量)。?
  • ?????*/??
  • ????public?int?size()?{??
  • ????return?map.size();??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?如果此set不包含任何元素,則返回true。?
  • ?????*?
  • ?????*?底層實際調用HashMap的isEmpty()判斷該HashSet是否為空。?
  • ?????*?@return?如果此set不包含任何元素,則返回true。?
  • ?????*/??
  • ????public?boolean?isEmpty()?{??
  • ????return?map.isEmpty();??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?如果此set包含指定元素,則返回true。?
  • ?????*?更確切地講,當且僅當此set包含一個滿足(o==null???e==null?:?o.equals(e))?
  • ?????*?的e元素時,返回true。?
  • ?????*?
  • ?????*?底層實際調用HashMap的containsKey判斷是否包含指定key。?
  • ?????*?@param?o?在此set中的存在已得到測試的元素。?
  • ?????*?@return?如果此set包含指定元素,則返回true。?
  • ?????*/??
  • ????public?boolean?contains(Object?o)?{??
  • ????return?map.containsKey(o);??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?如果此set中尚未包含指定元素,則添加指定元素。?
  • ?????*?更確切地講,如果此?set?沒有包含滿足(e==null???e2==null?:?e.equals(e2))?
  • ?????*?的元素e2,則向此set?添加指定的元素e。?
  • ?????*?如果此set已包含該元素,則該調用不更改set并返回false。?
  • ?????*?
  • ?????*?底層實際將將該元素作為key放入HashMap。?
  • ?????*?由于HashMap的put()方法添加key-value對時,當新放入HashMap的Entry中key?
  • ?????*?與集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通過equals比較也返回true),?
  • ?????*?新添加的Entry的value會將覆蓋原來Entry的value,但key不會有任何改變,?
  • ?????*?因此如果向HashSet中添加一個已經存在的元素時,新添加的集合元素將不會被放入HashMap中,?
  • ?????*?原來的元素也不會有任何改變,這也就滿足了Set中元素不重復的特性。?
  • ?????*?@param?e?將添加到此set中的元素。?
  • ?????*?@return?如果此set尚未包含指定元素,則返回true。?
  • ?????*/??
  • ????public?boolean?add(E?e)?{??
  • ????return?map.put(e,?PRESENT)==null;??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?如果指定元素存在于此set中,則將其移除。?
  • ?????*?更確切地講,如果此set包含一個滿足(o==null???e==null?:?o.equals(e))的元素e,?
  • ?????*?則將其移除。如果此set已包含該元素,則返回true?
  • ?????*?(或者:如果此set因調用而發生更改,則返回true)。(一旦調用返回,則此set不再包含該元素)。?
  • ?????*?
  • ?????*?底層實際調用HashMap的remove方法刪除指定Entry。?
  • ?????*?@param?o?如果存在于此set中則需要將其移除的對象。?
  • ?????*?@return?如果set包含指定元素,則返回true。?
  • ?????*/??
  • ????public?boolean?remove(Object?o)?{??
  • ????return?map.remove(o)==PRESENT;??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?從此set中移除所有元素。此調用返回后,該set將為空。?
  • ?????*?
  • ?????*?底層實際調用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。?
  • ?????*/??
  • ????public?void?clear()?{??
  • ????map.clear();??
  • ????}??
  • ??
  • ????/**?
  • ?????*?返回此HashSet實例的淺表副本:并沒有復制這些元素本身。?
  • ?????*?
  • ?????*?底層實際調用HashMap的clone()方法,獲取HashMap的淺表副本,并設置到HashSet中。?
  • ?????*/??
  • ????public?Object?clone()?{??
  • ????????try?{??
  • ????????????HashSet<E>?newSet?=?(HashSet<E>)?super.clone();??
  • ????????????newSet.map?=?(HashMap<E,?Object>)?map.clone();??
  • ????????????return?newSet;??
  • ????????}?catch?(CloneNotSupportedException?e)?{??
  • ????????????throw?new?InternalError();??
  • ????????}??
  • ????}??
  • }??
  • ?


    參考文獻:http://alex09.iteye.com/blog/539549

    總結

    以上是生活随笔為你收集整理的Java HashSet的实现原理详解的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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