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前言
前段時間朋友面試遇到這個問題:談一談HashSet的特點,它是怎麼實現的,使用時有什麼需要注意的點呢?恰好最近在寫這方面的文章,於是正好通過本篇文章講解下HashSet
的源碼實現,需要注意的點。
HashSet
實現了Set
接口,是一個不能夠存放重複元素的容器,內部直接使用HashMap
實現,即底層使用數組存儲數據,HashSet沒有任何同步手段,在多線程環境下需慎重考慮,可以使用Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));
給原有的Set方法同步。
HashSet結構詳解
類結構
關係圖沒有需要注意的點,
HashSet
實現了Set
接口,Set是集合
的抽象概念,它內部不允許出現重複的元素。
類成員
前面我們已經說過,Set內部是不能夠存在重複元素的,那HashSet內部是怎麼做的呢?如圖:
直接使用HashMap存放數據,因HashMap的Key須唯一,所以可以將我們需要存放的數據放到Key,而所有的value對應一個內部的對象PRESENT即可。
源碼詳解
構造器
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
簡單明瞭,直接new一個HashMap。 這裏需要注意的是,它還有另一個不常用的構造方法:
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
使用這個構造方法會內部將不再使用HashMap操作元素,而是LinkedHashMap
,而LinkedHashMap繼承自HashMap,他們之間的不同是LinkedHashMap在HashMap底層使用數組的是線上加了兩個“指針”分別指向頭和尾。
add(E e) 添加元素
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
直接調用HashMap的put方法,將元素e放到map的key位置來保證唯一性。我們知道HashMap的put方法如果該位置已經存在一個一樣的Key(==或者equals相等),會用新的value替換原來的舊的value,並且返回舊的value,所以對於HashSet而言第一次插入返回null就代表成功,以後再次插入同樣的元素,返回的是一個對象,表示已經存在這樣的元素了,插入失敗!
其它remove,contains方法類似。
注意點
- HashSet中存儲的元素都是“無序的”,因爲底層使用數組實現,存儲時將key進行hash得出數組位置,這是一個隨機的過程,所以存儲的元素時無序的。
- 爲了HashSet迭代時的性能考慮,初始容量可以儘量設置的小一點,而加載引子則可以設置的大一點(默認0.75)。因爲HashSet和HashMap關注的中心不同,HashMap關注的是其中的鍵值對的存儲以及擴容時的性能考慮。
HashSet的迭代方法直接調用HashMap內部KeySet的iterator方法,返回KeyIterator
。
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
該方法在迭代時循環判斷數組是否爲null,不爲null則認爲該位置上有元素。所以確定初始容量,儘量設置的更小有利於HashSet迭代其中的key。
總結
- HashSet是一個元素不會重複並且無序的容器。
- HashSet內部使用HashMap實現,即最終依然使用數組存儲數據。
- 使用時應該儘可能確定容器的大小,儘量設置初始容量小一點,並且加載引子大一點以加快迭代性能。
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