Java集合学习（十六） HashSet详细介绍（源码解析）和使用示例

Java集合学习（十六） HashSet详细介绍（源码解析）和使用示例2014-08-03 cnblogs skywang12345这一章，我们对HashSet进行学习。
我们先对HashSet有个整体认识，然后再学习它的源码，最后再通过实例来学会使用HashSet。

第1部分 HashSet介绍

HashSet 简介

HashSet 是一个没有重复元素的集合。
它是由HashMap实现的，不保证元素的顺序，而且HashSet允许使用 null 元素。
HashSet是非同步的。如果多个线程同时访问一个哈希 set，而其中至少一个线程修改了该 set，那么它必须保持外部同步。这通常是通过对自然封装该 set 的对象执行同步操作来完成的。如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedSet 方法来“包装” set。最好在创建时完成这一操作，以防止对该 set 进行意外的不同步访问：

Set s = Collections.synchronizedSet（new HashSet（...））;

HashSet通过iterator（）返回的迭代器是fail-fast的。

HashSet的继承关系如下：

java.lang.Objectjava.util.AbstractCollection<E>java.util.AbstractSet<E>java.util.HashSet<E> public class HashSet<E>extends AbstractSet<E>implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable { }

HashSet与Map关系如下图：

HashSet的构造函数

// 默认构造函数public HashSet（）// 带集合的构造函数public HashSet（Collection<？ extends E> c）// 指定HashSet初始容量和加载因子的构造函数public HashSet（int initialCapacity, float loadFactor）// 指定HashSet初始容量的构造函数public HashSet（int initialCapacity）// 指定HashSet初始容量和加载因子的构造函数,dummy没有任何作用HashSet（int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy）

HashSet的主要API

boolean add（E object）voidclear（）Objectclone（）boolean contains（Object object）boolean isEmpty（）Iterator<E> iterator（）boolean remove（Object object）int size（）

第2部分 HashSet源码解析

为了更了解HashSet的原理，下面对HashSet源码代码作出分析。

package java.util; public class HashSet<E>extends AbstractSet<E>implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable{static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; // HashSet是通过map（HashMap对象）保存内容的private transient HashMap<E,Object> map; // PRESENT是向map中插入key-value对应的value// 因为HashSet中只需要用到key，而HashMap是key-value键值对；// 所以，向map中添加键值对时，键值对的值固定是PRESENTprivate static final Object PRESENT = new Object（）; // 默认构造函数public HashSet（） {// 调用HashMap的默认构造函数，创建mapmap = new HashMap<E,Object>（）;} // 带集合的构造函数public HashSet（Collection<？ extends E> c） {// 创建map。// 为什么要调用Math.max（（int） （c.size（）/.75f） + 1, 16），从 （c.size（）/.75f） + 1 和 16 中选择一个比较大的树呢？// 首先，说明（c.size（）/.75f） + 1// 因为从HashMap的效率（时间成本和空间成本）考虑，HashMap的加载因子是0.75。// 当HashMap的“阈值”（阈值=HashMap总的大小*加载因子） < “HashMap实际大小”时，// 就需要将HashMap的容量翻倍。// 所以，（c.size（）/.75f） + 1 计算出来的正好是总的空间大小。// 接下来，说明为什么是 16 。// HashMap的总的大小，必须是2的指数倍。若创建HashMap时，指定的大小不是2的指数倍；// HashMap的构造函数中也会重新计算，找出比“指定大小”大的最小的2的指数倍的数。// 所以，这里指定为16是从性能考虑。避免重复计算。map = new HashMap<E,Object>（Math.max（（int） （c.size（）/.75f） + 1, 16））;// 将集合（c）中的全部元素添加到HashSet中addAll（c）;} // 指定HashSet初始容量和加载因子的构造函数public HashSet（int initialCapacity, float loadFactor） {map = new HashMap<E,Object>（initialCapacity, loadFactor）;} // 指定HashSet初始容量的构造函数public HashSet（int initialCapacity） {map = new HashMap<E,Object>（initialCapacity）;} HashSet（int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy） {map = new LinkedHashMap<E,Object>（initialCapacity, loadFactor）;} // 返回HashSet的迭代器public Iterator<E> iterator（） {// 实际上返回的是HashMap的“key集合的迭代器”return map.keySet（）.iterator（）;} public int size（） {return map.size（）;} public boolean isEmpty（） {return map.isEmpty（）;} public boolean contains（Object o） {return map.containsKey（o）;} // 将元素（e）添加到HashSet中public boolean add（E e） {return map.put（e, PRESENT）==null;} // 删除HashSet中的元素（o）public boolean remove（Object o） {return map.remove（o）==PRESENT;} public void clear（） {map.clear（）;} // 克隆一个HashSet，并返回Object对象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（）;}} // java.io.Serializable的写入函数// 将HashSet的“总的容量，加载因子，实际容量，所有的元素”都写入到输出流中private void writeObject（java.io.ObjectOutputStream s）throws java.io.IOException {// Write out any hidden serialization magics.defaultWriteObject（）; // Write out HashMap capacity and load factors.writeInt（map.capacity（））;s.writeFloat（map.loadFactor（））; // Write out sizes.writeInt（map.size（））; // Write out all elements in the proper order.for （Iterator i=map.keySet（）.iterator（）; i.hasNext（）; ）s.writeObject（i.next（））;}// java.io.Serializable的读取函数// 将HashSet的“总的容量，加载因子，实际容量，所有的元素”依次读出private void readObject（java.io.ObjectInputStream s）throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {// Read in any hidden serialization magics.defaultReadObject（）; // Read in HashMap capacity and load factor and create backing HashMapint capacity = s.readInt（）;float loadFactor = s.readFloat（）;map = （（（HashSet）this） instanceof LinkedHashSet ？ new LinkedHashMap<E,Object>（capacity, loadFactor） : new HashMap<E,Object>（capacity, loadFactor））; // Read in sizeint size = s.readInt（）; // Read in all elements in the proper order.for （int i=0; i<size; i++） {E e = （E） s.readObject（）;map.put（e, PRESENT）;}}}

说明：