Java中HashSet原理及常用方法的示例分析

小编给大家分享一下Java中HashSet原理及常用方法的示例分析，相信大部分人都还不怎么了解，因此分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后大有收获，下面让我们一起去了解一下吧！

一. HashSet概述

HashSet是Java集合Set的一个实现类，Set是一个接口，其实现类除HashSet之外，还有TreeSet，并继承了Collection，HashSet集合很常用，同时也是程序员面试时经常会被问到的知识点，下面是结构图

public class HashSetextends AbstractSetimplements Set, Cloneable, java.io.Serializable{}

二. HashSet构造

HashSet有几个重载的构造方法，我们来看一下

private transient HashMapmap;//默认构造器public HashSet() {    map = new HashMap<>();}//将传入的集合添加到HashSet的构造器public HashSet(Collection< ? extends E> c) {    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));    addAll(c);}//明确初始容量和装载因子的构造器public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);}//仅明确初始容量的构造器（装载因子默认0.75）public HashSet(int initialCapacity) {    map = new HashMap<>(initialCapacity);}

通过上面的源码，我们发现了HashSet就TM是一个皮包公司，它就对外接活儿，活儿接到了就直接扔给HashMap处理了。因为底层是通过HashMap实现的，这里简单提一下:

HashMap的数据存储是通过数组+链表/红黑树实现的，存储大概流程是通过hash函数计算在数组中存储的位置，如果该位置已经有值了，判断key是否相同，相同则覆盖，不相同则放到元素对应的链表中，如果链表长度大于8，就转化为红黑树，如果容量不够，则需扩容（注：这只是大致流程）。

如果对HashMap原理不太清楚的话，可以先去了解一下

HashMap原理(一) 概念和底层架构

HashMap原理(二) 扩容机制及存取原理

三. add方法

HashSet的add方法时通过HashMap的put方法实现的，不过HashMap是key-value键值对，而HashSet是集合，那么是怎么存储的呢，我们看一下源码

private static final Object PRESENT = new Object();public boolean add(E e) {    return map.put(e, PRESENT)==null;}

看源码我们知道，HashSet添加的元素是存放在HashMap的key位置上，而value取了默认常量PRESENT，是一个空对象，至于map的put方法，大家可以看HashMap原理(二) 扩容机制及存取原理。

四. remove方法

HashSet的remove方法通过HashMap的remove方法来实现

//HashSet的remove方法public boolean remove(Object o) {    return map.remove(o)==PRESENT;}//map的remove方法public V remove(Object key) {    nodee;    //通过hash(key)找到元素在数组中的位置，再调用removeNode方法删除    return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ? null : e.value;}final NoderemoveNode(int hash, Object key, Object value,                           boolean matchValue, boolean movable) {    Node[] tab; Nodep; int n, index;    //步骤1.需要先找到key所对应Node的准确位置，首先通过(n - 1) & hash找到数组对应位置上的第一个node    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&        (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {        Nodenode = null, e; K k; V v;        //1.1 如果这个node刚好key值相同，运气好，找到了        if (p.hash == hash &&            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))            node = p;                else if ((e = p.next) != null) {            //1.2.1 如果是TreeNode类型，说明HashMap当前是通过数组+红黑树来实现存储的，遍历红黑树找到对应node            if (p instanceof TreeNode)                node = ((TreeNode)p).getTreeNode(hash, key);            else {                //1.2.2 如果是链表，遍历链表找到对应node                do {                    if (e.hash == hash &&                        ((k = e.key) == key ||                         (key != null && key.equals(k)))) {                        node = e;                        break;                    }                    p = e;                } while ((e = e.next) != null);            }        }        //通过前面的步骤1找到了对应的Node,现在我们就需要删除它了        if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||                             (value != null && value.equals(v)))) {                        if (node instanceof TreeNode)                ((TreeNode)node).removeTreeNode(this, tab, movable);                        else if (node == p)                tab[index] = node.next;                        else                p.next = node.next;            ++modCount;            --size;            //删除后可能存在存储结构的调整，可参考【LinkedHashMap如何保证顺序性】中remove方法            afterNodeRemoval(node);            return node;        }    }    return null;}

removeTreeNode方法具体实现可参考 TreeMap原理实现及常用方法

afterNodeRemoval方法具体实现可参考LinkedHashMap如何保证顺序性

五. 遍历

HashSet作为集合，有多种遍历方法，如普通for循环，增强for循环，迭代器，我们通过迭代器遍历来看一下

public static void main(String[] args) {    HashSetsetString = new HashSet<> ();    setString.add("星期一");    setString.add("星期二");    setString.add("星期三");    setString.add("星期四");    setString.add("星期五");    Iterator it = setString.iterator();    while (it.hasNext()) {        System.out.println(it.next());    }}

打印出来的结果如何呢？
星期二
星期三
星期四
星期五
星期一

意料之中吧，HashSet是通过HashMap来实现的，HashMap通过hash(key)来确定存储的位置，是不具备存储顺序性的，因此HashSet遍历出的元素也并非按照插入的顺序。

六. 合计合计

按照我前面的规划，应该每一块主要的内容都单独写一下，如集合ArrayList，LinkedList，HashMap，TreeMap等。不过我在写这篇关于HashSet的文章时，发现有前面对HashMap的讲解后，确实简单，HashSet就是一个皮包公司，在HashMap外面加了一个壳，那么LinkedHashSet是否就是在LinkedHashMap外面加了一个壳呢，而TreeSet是否是在TreeMap外面加了一个壳？我们来验证一下

先看一下LinkedHashSet

最开始的结构图已经提到了LinkedHashSet是HashSet的子类，我们来看源码

public class LinkedHashSetextends HashSetimplements Set, Cloneable, java.io.Serializable {        public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {        super(initialCapacity, loadFactor, true);    }    public LinkedHashSet(int initialCapacity) {        super(initialCapacity, .75f, true);    }    public LinkedHashSet() {        super(16, .75f, true);    }    public LinkedHashSet(Collection< ? extends E> c) {        super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);        addAll(c);    }    public Spliteratorspliterator() {        return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.DISTINCT | Spliterator.ORDERED);    }}

上面就是LinkedHashSet的所有代码了，是不是感觉智商被否定了，这基本上没啥东西嘛，构造器还全部调用父类的，下面就是其父类HashSet的对此的构造方法

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);}

大家也看出来，和我们的猜测一样，没有深究下去的必要了。如果有兴趣可以看看LinkedHashMap如何保证顺序性

在看一下TreeSet

public class TreeSetextends AbstractSetimplements NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable{    public TreeSet() {        this(new TreeMap());    }    public TreeSet(Comparator< ? super E> comparator) {        this(new TreeMap<>(comparator));    }    public TreeSet(Collection< ? extends E> c) {        this();        addAll(c);    }    public TreeSet(SortedSets) {        this(s.comparator());        addAll(s);    }}

确实如我们所猜测，TreeSet也完全依赖于TreeMap来实现

以上是“Java中HashSet原理及常用方法的示例分析”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注编程网精选频道！