良许Linux教程网 干货合集 Java基础HashSet使用详解

Java基础HashSet使用详解

HashSet 基于 HashMap 来实现的,是一个不允许有重复元素的集合。HashSet 允许有 null 值。HashSet 是无序的,即不会记录插入的顺序。

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 Java基础HashSet使用详解

public class HashSet
   extends AbstractSet
   implements 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 HashMap map;
//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 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。 Java集合 HashSet的原理及常用方法Java集合 HashSet的原理及常用方法

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) {
   Node e;
   //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, falsetrue)) == null ? null : e.value;
}
/**
*
*/
final Node removeNode(int hash, Object key, Object value,
                          boolean matchValue, boolean movable) {
   Node[] tab; Node p; 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) {
       Node node = 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;
       /**
        * 1.2 运气不好,在数组中找到的Node虽然hash相同了,但key值不同,很明显不对, 我们需要遍历继续
        *     往下找;
        */
       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)))) {
           /**
            * 如果是TreeNode类型,删除方法是通过红黑树节点删除实现的,具体可以参考【TreeMap原理实现
            * 及常用方法】
            */
           if (node instanceof TreeNode)
               ((TreeNode)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
           /**
            * 如果是链表的情况,当找到的节点就是数组hash位置的第一个元素,那么该元素删除后,直接将数组
            * 第一个位置的引用指向链表的下一个即可
            */
           else if (node == p)
               tab[index] = node.next;
           /**
            * 如果找到的本来就是链表上的节点,也简单,将待删除节点的上一个节点的next指向待删除节点的
            * next,隔离开待删除节点即可
            */
           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) {
   HashSet setString = 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 LinkedHashSet
   extends HashSet
   implements 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 c) {
       super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
       addAll(c);
   }

   public Spliterator spliterator() {
       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 TreeSet extends AbstractSet
   implements NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable
{
   public TreeSet() {
       this(new TreeMap());
   }
   public TreeSet(Comparator comparator) {
       this(new TreeMap(comparator));
   }
   public TreeSet(Collection c) {
       this();
       addAll(c);
   }
   public TreeSet(SortedSet s) {
       this(s.comparator());
       addAll(s);
   }
}

确实如我们所猜测,TreeSet也完全依赖于TreeMap来实现,如果有兴趣可以看看TreeMap原理实现及常用方法

七. 总结

本来想三章的内容,一章就算完了,虽然Set实现有点赖皮,毕竟他祖辈是Collection而不是Map,在Map的实现类上穿了一层衣服就成了Set,然后出于某种目的埋伏在Collection中,哈哈,开个玩笑,本文主要介绍了HashSet的原理以及主要方法,同时简单介绍了LinkedHashSet和TreeSet,若有不对之处,请批评指正,望共同进步,谢谢!

以上就是良许教程网为各位朋友分享的Linu系统相关内容。想要了解更多Linux相关知识记得关注公众号“良许Linux”,或扫描下方二维码进行关注,更多干货等着你 !

img
本文由 良许Linux教程网 发布,可自由转载、引用,但需署名作者且注明文章出处。如转载至微信公众号,请在文末添加作者公众号二维码。
良许

作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
上一篇
下一篇

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

联系我们

联系我们

公众号:良许Linux

在线咨询: QQ交谈

邮箱: yychuyu@163.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部