Hashset 一、參數和構造方法 二、其他方法 三、總結

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一、參數和構造方法

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
    //內部使用 HashMap
    private transient HashMap<E,Object> map;

    // 虛擬對象，用來作爲 value 放到 map 中
    private static final Object PRESENT = new Object();

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

    // 把另一個集合的元素全都添加到當前 Set 中
    // 注意，這裏初始化 map 的時候是計算了它的初始容量的
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

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

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

    // 非 public，主要是給 LinkedHashSet 使用的
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
}

構造方法都是調用 HashMap 對應的構造方法。
最後一個構造方法有點特殊，它不是 public 的，意味着它只能被同一個包或者子類調用，這是 LinkedHashSet 專屬的方法。

二、其他方法

• 遍歷元素

接調用 map 的 keySet 的迭代器。

public Iterator<E> iterator() {
    return map.keySet().iterator();
}

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

// 檢查是否爲空
public boolean isEmpty() {
    return map.isEmpty();
}

• 查詢元素

Set 沒有 get()方法哦，因爲 get 似乎沒有意義，不像 List 那樣可以按 index 獲取元素。

這裏只要一個檢查元素是否存在的方法 contains()，直接調用 map的 containsKey()方法。

// 檢查是否包含某個元素
public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

• 添加元素

直接調用 HashMap 的 put()方法，把元素本身作爲 key，把 PRESENT 作爲 value，也就是這個 map 中所有的 value 都是一樣的。

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

• 刪除元素

直接調用 HashMap 的 remove()方法，注意 map 的 remove 返回是刪除元素的value，而 Set 的 remove 返回的是 boolean 類型。

這裏要檢查一下，如果是 null 的話說明沒有該元素，如果不是 null 肯定等於PRESENT。

// 刪除元素
public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}

// 清空所有元素
public void clear() {
    map.clear();
}

• 克隆方法

// 克隆方法
@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);
    }
}

• 序列化

// 序列化寫出方法
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
    throws java.io.IOException {
    // 寫出非 static 非 transient 屬性
    s.defaultWriteObject();

    // 寫出 map 的容量和裝載因子
    s.writeInt(map.capacity());
    s.writeFloat(map.loadFactor());

    // 寫出元素個數
    s.writeInt(map.size());

    //  遍歷寫出所有元素
    for (E e : map.keySet())
        s.writeObject(e);
}

// 序列化讀入方法
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    // 讀入非 static 非 transient 屬性
    s.defaultReadObject();

    //  讀入容量, 並檢查不能小於 0
    int capacity = s.readInt();
    if (capacity < 0) {
        throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " +
                                         capacity);
    }

    // 讀入裝載因子, 並檢查不能小於等於 0 或者是 NaN(Not a Number)；
    // java.lang.Float.NaN = 0.0f / 0.0f;
    float loadFactor = s.readFloat();
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) {
        throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " +
                                         loadFactor);
    }

    // 讀入元素個數並檢查不能小於 0
    int size = s.readInt();
    if (size < 0) {
        throw new InvalidObjectException("Illegal size: " +
                                         size);
    }

    // 根據元素個數重新設置容量
    // 這是爲了保證 map 有足夠的容量容納所有元素, 防止無意義的擴容
    capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f),
            HashMap.MAXIMUM_CAPACITY);

    // 創建 map, 檢查是不是 LinkedHashSet 類型
    map = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ?
           new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
           new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));

    // 讀入所有元素, 並放入 map 中
    for (int i=0; i<size; i++) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
            E e = (E) s.readObject();
        map.put(e, PRESENT);
    }
}

• 迭代器

//可分割的迭代器, 主要用於多線程並行迭代處理時使用
public Spliterator<E> spliterator() {
    return new HashMap.KeySpliterator<E,Object>(map, 0, -1, 0, 0);
}

三、總結

• （1）HashSet 內部使用 HashMap 的 key 存儲元素，以此來保證元素不重複；
• （2）HashSet 是無序的，因爲 HashMap 的 key 是無序的；
• （3）HashSet 中允許有一個 null 元素，因爲 HashMap 允許 key 爲 null；
• （4）HashSet 是非線程安全的；
• （5）HashSet 是沒有 get()方法的；