HashSet深入学习

1. HashSet概述

     HashSet实现Set接口，由哈希表（实际上是一个HashMap实例）支持。它不保证set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用null元素。
2. HashSet的实现

     如果不等，则添加到该数组索引对应的链表中。

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     Set的实现类的集合对象中不能够有重复元素，HashSet也一样他是使用了一种标识来确定元素的不重复，HashSet用一种算法来保证HashSet中的元素是不重复的，   HashSet采用哈希算法，底层用数组存储数据。默认初始化容量16，加载因子0.75

    Object类中的hashCode()的方法是所有子类都会继承这个方法，这个方法会用Hash算法算出一个Hash（哈希）码值返回，HashSet会用Hash码值去和数组长度取模， 模（这个模就是对象要存放在数组中的位置）相同时才会判断数组中的元素和要加入的对象的内容是否相同，如果不同才会添加进去。

    Hash算法是一种散列算法。

  Set hs=new HashSet();

  hs.add(o);
     |
         o.hashCode();
     |
  o%当前总容量  (0--15)
     |            
     |                 不发生冲突
        是否发生冲突-----------------直接存放
     |
     | 发生冲突
     |                  假（不相等）
        o1.equals(o2)-------------------找一个空位添加
     |
     |  是（相等）
         不添加

       覆盖hashCode()方法的原则：
       1、一定要让那些我们认为相同的对象返回相同的hashCode值
       2、尽量让那些我们认为不同的对象返回不同的hashCode值，否则，就会增加冲突的概率。
       3、尽量的让hashCode值散列开（两值用异或运算可使结果的范围更广）

       HashSet 的实现比较简单，相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成，我们应该为保存到HashSet中的对象覆盖hashCode()和equals()，因为再将对象加入到HashSet中时，会首先调用hashCode方法计算出对象的hash值，接着根据此hash值调用HashMap中的hash方法，得到的值& (length-1)得到该对象在hashMap的transient Entry[] table中的保存位置的索引，接着找到数组中该索引位置是否保存对象，未保存则插入对象，保存了则并调用equals方法比较这两个对象是否相等，如果相等则不添加，注意：所以要存入HashSet的集合对象中的自定义类必须覆盖hashCode(),equals()两个方法，才能保证集合中元素不重复。在覆盖equals()和hashCode()方法时， 要使相同对象的hashCode()方法返回相同值，覆盖equals()方法再判断其内容。为了保证效率，所以在覆盖hashCode()方法时， 也要尽量使不同对象尽量返回不同的Hash码值。

如果数组中的元素和要加入的对象的hashCode()返回了相同的Hash值（相同对象）,才会用equals()方法来判断两个对象的内容是否相同。

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HashSet的源代码如下：

[java] view plaincopy

    public class HashSet<E> 
    extends AbstractSet<E> 
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable 
    { 
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; 
     
    // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。 
    private transient HashMap<E,Object> map; 
     
    // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value，将此对象定义为static final。 
    private static final Object PRESENT = new Object(); 
     
    /**
    * 默认的无参构造器，构造一个空的HashSet。
    * 
    * 实际底层会初始化一个空的HashMap，并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。
    */ 
    public HashSet() { 
    map = new HashMap<E,Object>(); 
    } 
     
    /**
    * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。
    *
    * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定
    * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。
    * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。
    */ 
    public HashSet(Collection<? extends E> c) { 
    map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); 
    addAll(c); 
    } 
     
    /**
    * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
    *
    * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。
    * @param initialCapacity 初始容量。
    * @param loadFactor 加载因子。
    */ 
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { 
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); 
    } 
     
    /**
    * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。
    *
    * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。
    * @param initialCapacity 初始容量。
    */ 
    public HashSet(int initialCapacity) { 
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity); 
    } 
     
    /**
    * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。
    * 此构造函数为包访问权限，不对外公开，实际只是是对LinkedHashSet的支持。
    *
    * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。
    * @param initialCapacity 初始容量。
    * @param loadFactor 加载因子。
    * @param dummy 标记。
    */ 
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { 
    map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); 
    } 
     
    /**
    * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。
    * 
    * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。
    * 可见HashSet中的元素，只是存放在了底层HashMap的key上，
    * value使用一个static final的Object对象标识。
    * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。
    */ 
    public Iterator<E> iterator() { 
    return map.keySet().iterator(); 
    } 
     
    /**
    * 返回此set中的元素的数量（set的容量）。
    *
    * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量，就得到该Set中元素的个数。
    * @return 此set中的元素的数量（set的容量）。
    */ 
    public int size() { 
    return map.size(); 
    } 
     
    /**
    * 如果此set不包含任何元素，则返回true。
    *
    * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。
    * @return 如果此set不包含任何元素，则返回true。
    */ 
    public boolean isEmpty() { 
    return map.isEmpty(); 
    } 
     
   /**
    * 如果此set包含指定元素，则返回true。
    * 更确切地讲，当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))
    * 的e元素时，返回true。
    *
    * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。
    * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。
    * @return 如果此set包含指定元素，则返回true。
    */ 
    public boolean contains(Object o) { 
    return map.containsKey(o); 
    } 
     
    /**
    * 如果此set中尚未包含指定元素，则添加指定元素。
    * 更确切地讲，如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
    * 的元素e2，则向此set 添加指定的元素e。
    * 如果此set已包含该元素，则该调用不更改set并返回false。
    *
    * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。
    * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时，当新放入HashMap的Entry中key
    * 与集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通过equals比较也返回true），
    * 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value，但key不会有任何改变，
    * 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时，新添加的集合元素将不会被放入HashMap中，
    * 原来的元素也不会有任何改变，这也就满足了Set中元素不重复的特性。
    * @param e 将添加到此set中的元素。
    * @return 如果此set尚未包含指定元素，则返回true。
    */ 
    public boolean add(E e) { 
    return map.put(e, PRESENT)==null; 
    } 
     
    /**
    * 如果指定元素存在于此set中，则将其移除。
    * 更确切地讲，如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e，
    * 则将其移除。如果此set已包含该元素，则返回true
    * （或者：如果此set因调用而发生更改，则返回true）。（一旦调用返回，则此set不再包含该元素）。
    *
    * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。
    * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。
    * @return 如果set包含指定元素，则返回true。
    */ 
    public boolean remove(Object o) { 
    return map.remove(o)==PRESENT; 
    } 
     
    /**
    * 从此set中移除所有元素。此调用返回后，该set将为空。
    *
    * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
    */ 
    public void clear() { 
    map.clear(); 
    } 
     
    /**
    * 返回此HashSet实例的浅表副本：并没有复制这些元素本身。
    *
    * 底层实际调用HashMap的clone()方法，获取HashMap的浅表副本，并设置到HashSet中。
    */ 
    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(); 
    } 
    } 
    } 

转自http://blog.csdn.net/ymeng_bupt/article/details/6825049