Java類集框架 —— HashSet、LinkedHashSet源碼分析

前言

HashSet實現了Set接口，它的底層是由HashMap來支持的。HashSet的元素其實是存儲在底層HashMap的key上的。因爲HashMap的無序不重複特性，HashSet存儲的元素也是無序的，而且元素也不能重複，同時也只容許存儲一個null元素。

HashSet源碼分析

主要屬性：

// HashSet底層map
private transient HashMap<E,Object> map;
// 虛擬對象
private static final Object PRESENT = new Object();複製代碼

HashSet是經過HashMap來保存元素，因爲只須要在key中保存，因此採用虛擬對象PRESENT對應map中插入key-value的value值的引用。每次向map中添加元素時，鍵值對對應的value都是PRESENT。

構造函數：

// 默認無參構造
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
// 根據已有集合元素來構造HashSet
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}
// 給定初始容量
public HashSet(int initialCapacity) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
// 給定初始容量和加載因子
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
// 這個構造函數外部不能調用，供LinkedHashSet複寫
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}複製代碼

構造函數都是初始map，以便加入元素的時候存儲。

重要方法：

// 集合大小
public int size() {
    return map.size();
}

// 集合是否爲空
public boolean isEmpty() {
    return map.isEmpty();
}

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

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

// 清空集合
public void clear() {
    map.clear();
}

// 集合中是否有元素o
public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}複製代碼

HashSet的增刪改查，同時直接操做map來完成的，代碼都很是簡單。

LinkedHashSet

LinkedHashSet繼承自HashSet，它的構造方法：

public LinkedHashSet() {
    super(16, .75f, true);
}

public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
    super(initialCapacity, .75f, true);
}

public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    super(initialCapacity, loadFactor, true);
}

public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
    super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
    addAll(c);
}複製代碼

LinkedHashSet構造方法調用了父類HashSet的這個構造方法：

// LinkedHashSet複寫，初始化LinkedHashMap
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}複製代碼

因此，它的底層是一個LinkedHashMap，元素的全部操做都是由LinkedHashMap來維護。LinkedHashSet與HashSet的區別和LinkedHashMap與HashMap的區別同樣，LinkedHashMap和LinkedHashSet是有序的，內部由雙向鏈表來記錄順序，而HashMap和HashSet都是無序的。

最後

對於HashSet/LinkedHashSet，只要閱讀過HashMap/LinkedHashMap的源碼，基本上就能徹底瞭解它的實現原理。HashSet/LinkedHashSet中數據的存入、刪除、訪問都是都是直接操做內部的HashMap，能夠說HashSet/LinkedHashSet是在HashMap/LinkedHashMap的基礎上加了一層殼。他們惟一的區別就是HashSet/LinkedHashSet保存的元素時單個的數據或對象，而HashMap/LinkedHashMap保存的元素時鍵值對。