Java容器類框架分析(5)HashSet源碼分析

概述

在分析HashSet源碼前，先看看HashSet的繼承關係

HashSet繼承關係
從上圖能夠看出，HashSet繼承自AbstractSet，實現了Set接口，接着看一下源碼中的註釋

This class implements the Set interface, backed by a hash table
(actually a HashMapinstance). It makes no guarantees as to the
iteration order of the set; in particular, it does not guarantee that the
order will remain constant over time. This class permits the null element.
HashSet實現了Set接口，內部有一個哈希表支撐(實際上就是一個HashMap實例)，它不保證迭代的順序；尤爲是，隨着時間的變化，它不能保證set的迭代順序保持不變。容許插入空值。
到此發現，HashSet實際上能夠拆分紅Hash跟Set,Hash指的是HashMap，Set則是指實現了Set接口，這樣看來，HashSet的實現其實就比較簡單了，下面開始分析源碼。

正文

成員變量

//序列化ID
 static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
//內置的HashMap
 private transient HashMap<E,Object> map;

 // 就是一個傀儡，填充HashMap的Value而已，沒有實際意義
 private static final Object PRESENT = new Object();

構造方法

空的構造方法

初始化一個空的HashMap

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

帶有容量的構造方法

HashMap給定一個容量

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

帶有容量跟負載因子的構造方法

public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {

map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

帶有容量跟負載因子，以及Value類型區分

dummy做爲Value是基本類型跟引用類型，注意此處初始化的是一個LinkedHashMap

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

經過一個集合初始化

public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

調用addAll方法

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        boolean modified = false;
        //循環遍歷
        for (E e : c)
        //若是set中沒有此元素，添加成功
            if (add(e))
                modified = true;
        return modified;
    }

增長元素

添加一個元素，若是Map中存在，返回false，不然返回true

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

看一下Map的put方法

public V put(K key, V value) {
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = sun.misc.Hashing.singleWordWangJenkinsHash(key);
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (HashMapEntry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
        //這裏比較了hash值跟equals方法
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }

因此Set元素必須複寫hashcode跟equals方法，否則會致使元素錯亂

刪除元素

public boolean remove(Object o) {
  //直接調用map的方法
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

clear

public void clear() {
//調用map的Clear方法

map.clear();
}

contains方法

public boolean contains(Object o) {
   調用map的contains方法
        return map.containsKey(o);
    }

isEmpty

public boolean isEmpty() {
  //調用map的isEmpty方法
        return map.isEmpty();
    }

迭代

public Iterator<E> iterator() {
//由於不須要value，因此只是調用了keySet的iterator

return map.keySet().iterator();
}

分析了一下，其實最終的底層實現都是在調用HashMap的方法，因此瞭解了HashMap的源碼以後，HashSet其實就會比較簡單了
總結

HashSet是非線程安全的，容許插入空元素HashSet不容許重複元素HashSet的Key須要複寫hashcode跟equals方法