JDK源碼（二十五）：HashSet

java.util.HashSet實現了Set接口，由一個哈希表（實際上是一個HashMap實例）支持。它不保證集合的迭代順序；特別是，它不保證順序隨時間保持不變。這個類允許null元素。HashSet實現Set接口，而Set接口繼承

Collection，而HashMap實現Map接口，不繼承Collection。

HashSet 集合不允許存儲相同的元素, 它底層實際上使用 HashMap 來存儲元素的, 不過關注的只是key元素, 所有 value元素默認爲 Object類對象。

類名

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

變量

private transient HashMap<E,Object> map;
// 與備份映射中的對象關聯的虛擬值
private static final Object PRESENT = new Object();

從變量中我們可以看出，HashSet的實現其實就是HashMap，HashMap存儲的是key-value，而HashSet是將值存在key上，value保存默認值Object。

add

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

從add方法上我們也可以看出HashSet是把值存儲到key上。

實例

        HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add("a");
        hashSet.add("b");
        hashSet.add("c");
        for (String s : hashSet) {
            System.out.println(s);
        }
        HashSet<Student> students = new HashSet<>();
        students.add(new Student("1", "java"));
        students.add(new Student("2", "css"));
        students.add(new Student("3", "html"));
        for (Student s : students) {
            System.out.println(s);
        }

源碼(JDK1.8)

package java.util;
import java.io.InvalidObjectException;
public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;

    private transient HashMap<E,Object> map;

    // 與備份映射中的對象關聯的虛擬值
    private static final Object PRESENT = new Object();

    /**
     * 構造一個新的空集合.
     */
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

    /**
     * 構造包含指定集合中的元素的新集合。
     */
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

    /**
     * 指定初始容量和負載因子
     */
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

    /**
     * 指定初始容量
     */
    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
    }

    /**
     * 構造使用LinkedHashMap
     */
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

    /**
     * 返回此集合中元素的迭代器。元素不按特定順序返回.
     */
    public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }

    /**
     * set中元素個數
     */
    public int size() {
        return map.size();
    }

    /**
     * 如果set中沒有元素則返回true
     */
    public boolean isEmpty() {
        return map.isEmpty();
    }

    /**
     * 包含特定值則返回true
     */
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }

    /**
     * 如果指定的元素不存在，則將其添加到此集
     */
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

    /**
     * 如果指定的元素存在，則從該集中刪除該元素
     */
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

    /**
     * 刪除set中所有元素
     */
    public void clear() {
        map.clear();
    }

    /**
     * 返回此HashSet實例的淺層副本：元素本身未被克隆
     */
    @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);
        }
    }

    /**
     * 將此HashSet實例的狀態保存到流中
     */
    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);
    }

    /**
     * 從流重新構造HashSet實例
     */
    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);
        }
    }

    /**
     * 在這個集合的元素上創建late-binding和fail-fast
     */
    public Spliterator<E> spliterator() {
        return new HashMap.KeySpliterator<E,Object>(map, 0, -1, 0, 0);
    }
}

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