Java中HashSet的實現原理是什么

Java中HashSet的實現原理是什么，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

HashSet來實現，因為它專門對快速查找進行了優化。

HashSet使用的是散列函數，那么它當中的元素也就無序可尋。當中是允許元素為null的。

先對實現原理進行一個總結：（1）基于HashMap實現的，默認構造函數是構建一個初始容量為16，負載因子為0.75 的HashMap。封裝了一個 HashMap 對象來存儲所有的集合元素，所有放入 HashSet 中的集合元素實際上由 HashMap 的 key 來保存，而 HashMap 的 value 則存儲了一個 PRESENT，它是一個靜態的 Object 對象。

（2）當我們試圖把某個類的對象當成 HashMap的 key，或試圖將這個類的對象放入 HashSet 中保存時，重寫該類的equals(Object obj)方法和 hashCode() 方法很重要，而且這兩個方法的返回值必須保持一致：當該類的兩個的 hashCode() 返回值相同時，它們通過 equals() 方法比較也應該返回 true。通常來說，所有參與計算 hashCode() 返回值的關鍵屬性，都應該用于作為 equals() 比較的標準。

（3）HashSet的其他操作都是基于HashMap的。

在這，為大家講解HashSet 的實現原理：

它是基于HashMap實現的，HashSet底層使用HashMap來保存所有元素，因此HashSet 的實現比較簡單，相關HashSet的操作，基本上都是直接調用底層HashMap的相關方法來完成， HashSet的源代碼如下：

import java.util.AbstractSet;import java.util.Collection;import java.util.HashMap;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Set;import javax.swing.text.html.HTMLDocument.Iterator;public class HashSet<E>      extends AbstractSet<E>      implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable { static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; // 底層使用HashMap來保存HashSet中所有元素。 private transient HashMap<E,Object> map;  // 定義一個虛擬的Object對象作為HashMap的value，將此對象定義為static final。 private static final Object PRESENT = new Object();  // 默認的無參構造器，構造一個空的HashSet。 //  // 實際底層會初始化一個空的HashMap，并使用默認初始容量為16和加載因子0.75。  public HashSet() { map = new HashMap<E,Object>(); }  // 構造一個包含指定collection中的元素的新set。 // // 實際底層使用默認的加載因子0.75和足以包含指定 // collection中所有元素的初始容量來創建一個HashMap。 // @param c 其中的元素將存放在此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構造一個空的HashSet。 // // 實際底層以相應的參數構造一個空的HashMap。 // @param initialCapacity 初始容量。 // @param loadFactor 加載因子。   public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); }  // 以指定的initialCapacity構造一個空的HashSet。 // // 實際底層以相應的參數及加載因子loadFactor為0.75構造一個空的HashMap。 // @param initialCapacity 初始容量。  public HashSet(int initialCapacity) { map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity); } // 以指定的initialCapacity和loadFactor構造一個新的空鏈接哈希集合。 // 此構造函數為包訪問權限，不對外公開，實際只是是對LinkedHashSet的支持。 // // 實際底層會以指定的參數構造一個空LinkedHashMap實例來實現。 // @param initialCapacity 初始容量。 // @param loadFactor 加載因子。 // @param dummy 標記。   HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); }  // 返回對此set中元素進行迭代的迭代器。返回元素的順序并不是特定的。 // // 底層實際調用底層HashMap的keySet來返回所有的key。 // 可見HashSet中的元素，只是存放在了底層HashMap的key上， // value使用一個static final的Object對象標識。 // @return 對此set中元素進行迭代的Iterator。  public Iterator<E> iterator() {    return map.keySet().iterator(); }  // 返回此set中的元素的數量（set的容量）。 // // 底層實際調用HashMap的size()方法返回Entry的數量，就得到該Set中元素的個數。 // @return 此set中的元素的數量（set的容量）。  public int size() { return map.size(); }  // 如果此set不包含任何元素，則返回true。 // // 底層實際調用HashMap的isEmpty()判斷該HashSet是否為空。 // @return 如果此set不包含任何元素，則返回true。  public boolean isEmpty() { return map.isEmpty(); }  // 如果此set包含指定元素，則返回true。 // 更確切地講，當且僅當此set包含一個滿足(o==null ? e==null : o.equals(e)) // 的e元素時，返回true。 // // 底層實際調用HashMap的containsKey判斷是否包含指定key。 // @param o 在此set中的存在已得到測試的元素。 // @return 如果此set包含指定元素，則返回true。  public boolean contains(Object o) { return map.containsKey(o); } // 如果此set中尚未包含指定元素，則添加指定元素。 // 更確切地講，如果此 set 沒有包含滿足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) // 的元素e2，則向此set 添加指定的元素e。 // 如果此set已包含該元素，則該調用不更改set并返回false。 // // 底層實際將將該元素作為key放入HashMap。 // 由于HashMap的put()方法添加key-value對時，當新放入HashMap的Entry中key //與集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通過equals比較也返回true）， //新添加的Entry的value會將覆蓋原來Entry的value，但key不會有任何改變， // 因此如果向HashSet中添加一個已經存在的元素時，新添加的集合元素將不會被放入HashMap中， // 原來的元素也不會有任何改變，這也就滿足了Set中元素不重復的特性。 // @param e 將添加到此set中的元素。 // @return 如果此set尚未包含指定元素，則返回true。  public boolean add(E e) {     return map.put(e, PRESENT)==null; } // 如果指定元素存在于此set中，則將其移除。 // 更確切地講，如果此set包含一個滿足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e， // 則將其移除。如果此set已包含該元素，則返回true // （或者：如果此set因調用而發生更改，則返回true）。（一旦調用返回，則此set不再包含該元素）。 // // 底層實際調用HashMap的remove方法刪除指定Entry。 // @param o 如果存在于此set中則需要將其移除的對象。 // @return 如果set包含指定元素，則返回true。  public boolean remove(Object o) { return map.remove(o)==PRESENT; }  // 從此set中移除所有元素。此調用返回后，該set將為空。 // // 底層實際調用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。  public void clear() { map.clear(); }  // 返回此HashSet實例的淺表副本：并沒有復制這些元素本身。 // 底層實際調用HashMap的clone()方法，獲取HashMap的淺表副本，并設置到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();   } } }

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