HashSet

HashSet

目录

HashSet

目录

概述

成员变量

构造方法

成员方法

Summary

概述

前面的文章讨论了Map中的HashMap，它的特点是以key-value形式来保存数据，把key进行hash()后得到hash值，把value存储在table[hash]处，get和put的效率极高，同时它要求key不能重复。之所以把HashMap放在HashSet之前学习，是因为HashSet就是在HashMap的基础之上构造的。

Set，集合，与List的最显著的差别，除了里面的元素无序之外，就是Set中不允许存在重复元素，而Map中不允许存在重复key。所以，Set就是仅仅使用了key的Map，而忽略了Map中的value——Set中的value即是Map中的key。

关于时间复杂度，线程不安全和fast-fail的分析，就不赘述了，前面几篇已经说明了。

学习了HashMap之后，HashSet就简单多了。

成员变量

// HashSet的内部是用HashMap来实现的
private transient HashMap<E,Object> map;

// 相当于占位，仅仅用来填充HashMap中的value，HashSet仅仅用到了key
private static final Object PRESENT = new Object();

构造方法

// 构造HashSet，实际上得到的是HashMap
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}

/**
* 构造HashSet，包含全部的c，0.75f是默认的load factor
* c.size()/.75f) + 1是initialcapacity
*/
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}

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

public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

/**
* 这个私有构造器只给LinkedHashSet用的
*
* @param      initialCapacity   the initial capacity of the hash map
* @param      loadFactor        the load factor of the hash map
* @param      dummy             ignored (distinguishes this
*             constructor from other int, float constructor.)
* @throws     IllegalArgumentException if the initial capacity is less
*             than zero, or if the load factor is nonpositive
*/
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

成员方法

/**
* 仅仅返回map中key集合的iterator
*/
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}

public int size() {
return map.size();
}

public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}

/**
* 判断map中有无此key
*/
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}

/**
* 往Set中插入元素，调用map的操作
*/
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}

public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}

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

/**
* 浅拷贝
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
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(e);
}
}

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden serialization magic
s.defaultWriteObject();

// Write out HashMap capacity and load factor
s.writeInt(map.capacity());
s.writeFloat(map.loadFactor());

// Write out size
s.writeInt(map.size());

// Write out all elements in the proper order.
for (E e : map.keySet())
s.writeObject(e);
}

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();

// Read capacity and verify non-negative.
int capacity = s.readInt();
if (capacity < 0) {
throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " +
capacity);
}

// Read load factor and verify positive and non NaN.
float loadFactor = s.readFloat();
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) {
throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
}

// Read size and verify non-negative.
int size = s.readInt();
if (size < 0) {
throw new InvalidObjectException("Illegal size: " +
size);
}

// Set the capacity according to the size and load factor ensuring that
// the HashMap is at least 25% full but clamping to maximum capacity.
capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f),
HashMap.MAXIMUM_CAPACITY);

// Create backing HashMap
map = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ?
new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));

// Read in all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) s.readObject();
map.put(e, PRESENT);
}
}

/**
* 基于本Set创建一个Spliterator
*/
public Spliterator<E> spliterator() {
return new HashMap.KeySpliterator<E,Object>(map, 0, -1, 0, 0);
}

Summary

Set与List最明显的两个区别

元素无序

元素无重

学习了HashMap的实现及其原理之后，再来学习HashSet就很简单了——HashSet利用了HashMap的数据结构，忽略了value的部分。

本质上来说，Set和Map并无区别。

至此，学习了ArrayList，LinkedList，HashMap以及HashSet，涉及到的数据结构主要是数组，链表和树；当然java.util家族还有其他的TreeSet，TreeMap等，还有子包concurrent下的很多集合类，就不细看了，了解了红黑的插入删除原理，这些相信都难不倒我们这些执着的CodeDesigners。

下一篇将会总结一下Collection家族结构以及Collections这个工具类中的方法。