java源码分析之HashSet和LinkedHashSet

学习HashSet的时候需要先了解HashMap，如果不是很了解HashMap的请看HashMap

Java容器类的用途是“保存对象”，分为两类：Map——存储“键值对”组成的对象；Collection——存储独立元素。Collection又可以分为List和Set两大块。List保持元素的顺序，可以有相同的元素，而Set不能有重复的元素。

首先对Set接口进行简要的说明。

存入Set的每个元素必须是惟一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set不保证维护元素的次序。Set与Collection有完全一样的接口。

在没有其他限制的情况下需要Set时应尽量使用HashSet，因为它对速度进行了优化。

下面是HashSet的定义：

public class HashSet<E>extends AbstractSet<E>implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

HashSet继承了AbstractSet，实现了Set接口。其实AbstractSet已经实现Set接口了。AbstractSet继承自AbstractCollection，而AbstractCollection实现了Collection接口的部分方法，而Set接口和Collection接口完全一致，所以AbstractSet只是实现了AbstractCollection没有实现的Set接口的方法和重写了部分AbstractCollection已经实现的方法。

下面是HashSet定义的属性：

//使用HashMap，利用key-value来存储Set中key
private transient HashMap<E,Object> map;
//定义一个默认的value为object对象
private static final Object PRESENT = new Object();

为什么会有一个HashMap

//构造方法一：定义一个默认的HashMap
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
// 构造方法二：利用给定的一个集合来初始化（HashMap中已经知道）
//Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)为：创建HashMap中哈希表的大小，默认最小值为16，装载因子为默认0.75
// 调用addAll方法将c中的元素添加到HashSet对象中
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}

//构造方法三：制定哈希表的容量和装载因子
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

//构造方法四：指定哈希表的容量（默认装载因子0.75）
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

// 构造方法五：构造一个指定初始化容量和负载因子的LinkedHashMap
//dummy参数被忽略，只是用于区分其他的，包含一个int、float参数的构造方法（方法重载）
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

上面的构造方法都很简单，只有构造方法二中调用了addAll(Collection

//利用AbstractCollection中定义的方法
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
boolean modified = false;
for (E e : c)  //
if (add(e))
modified = true;
return modified;
}

//HashSet中重写的方法
public boolean add(E e) {
//直接调用HashMap中的方法
return map.put(e, PRESENT)==null;
}

看add(E e)方法只是调用了HashMap（构造方法中提供了创建LinkedHashMap的方式，但是LinkedHashMap是继承HashMap的，put方法也是调用HashMap的put方法）的put方法将e当做Key，PERSENT当做Value加入到map中并根据返回值判断是否添加成功。

因为HashMap的put方法在Key已经存在的情况下返回的是对应的Value值，若Key不存在则返回的是null，所以根据返回的是null可以确定新元素被添加到HashSet中了，如果返回的是其他值则说明Key已经存在，即元素已经在HashSet中已经存在，add(E e)返回的结果为false。虽然add(E e)返回false说明了HashSet添加元素失败，但实际上其中的map中的内容已经被替换，原先的值被PERSENT代替。

如果原先的值就是null呢？其实不用考虑这个问题，因为通过HashSet添加的元素，Value的内容都是PERSENT，不会出现null的情况。

//迭代器（key）
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}

//添加对象的个数
public int size() {
return map.size();
}

//判断是否为空
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}

//是否包含对象key
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}

//添加key
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}

//删除key
//remove(Object o)为什么还要判断结果呢？因为通过HashSet存入的元素，所对应的Value值都是PERSENT，如果传入的o不存在，map的remove方法返回为null，则对应的结果是HashSet的remove操作应该放回false，所以这里根据返回的结果判断是否移除成功。
public boolean remove(Object o) {
//删除对象（key）
return map.remove(o)==PRESENT;
}

//清空
public void clear() {
map.clear();
}

LinkedHashSet源码分析

LinkedHashSet具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序（插入的次序）。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按照元素的插入次序显示。（LinkedHashMap中还可以按照LRU先后顺序显示），

看LinkedHashSet的内容。

//调用HashSet中的第五个构造函数
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);
}
}

LinkedHashSet继承自HashSet，HashSet基于HashMap实现，看LinkedHashSet类只是定义了四个构造方法，也没看到和链表相关的内容，为什么说LinkedHashSet内部使用链表维护元素的插入顺序（插入的顺序）呢？

//先看下HashSet的中的第五个构造函数

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

如果还有对LinkedHashMap不明白的，请看LinkedHashMap