10.HashSet底层实现原理

10.1HashSet特点

1. 存储对象：HashSet 存储对象采用哈希表的方式，它不允许重复元素，即集合中不会包含相同的元素。当向 HashSet 中添加元素时，会根据元素的 hashCode() 方法和 equals() 方法来判断元素是否重复。
2. 底层数据结构：HashSet 的底层数据结构是基于 HashMap 实现的，实际上 HashSet 的元素就是作为 HashMap 的 key 存储的。
3. null 值问题：HashSet 允许存储一个 null 元素。
4. 线程安全问题：不安全

10.2HashSet源码

public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable{  
    
 	// 使用 HashMap 的 key 保存 HashSet 中所有元素  
 	private transient HashMap<E,Object> map;   
    
 	// 定义一个虚拟的 Object 对象作为 HashMap 的 value   
 	private static final Object PRESENT = new Object();   
    
	 …   
 	// 构造方法，初始化 HashSet，底层会初始化一个 HashMap   
 	public HashSet(){   
    	map = new HashMap<E,Object>();   
 	}   
    
 	// 以指定的 initialCapacity、loadFactor 创建 HashSet   
 	// 其实就是以相应的参数创建 HashMap   
 	public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor){   
    	map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);   
 	}   
 	
    public HashSet(int initialCapacity){   
    	map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);   
	}   
 	
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy){   
    	map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity   
         , loadFactor);   
 	}   
 	
    // 调用 map 的 keySet 来返回所有的 key   
 	public Iterator<E> iterator(){   
    	return map.keySet().iterator();   
 	}   
 	
    // 调用 HashMap 的 size() 方法返回 Entry 的数量，就得到该 Set 里元素的个数  
 	public int size(){   
    	return map.size();   
 	}  
    
 	// 调用 HashMap 的 isEmpty() 判断该 HashSet 是否为空，  
 	// 当 HashMap 为空时，对应的 HashSet 也为空  
 	public boolean isEmpty(){   
     return map.isEmpty();   
 	}   
 
    // 调用 HashMap 的 containsKey 判断是否包含指定 key   
	//HashSet 的所有元素就是通过 HashMap 的 key 来保存的  
	public boolean contains(Object o){   
    	return map.containsKey(o);   
	}   
 
    // 将指定元素放入 HashSet 中，也就是将该元素作为 key 放入 HashMap   
	public boolean add(E e){   
 	   return map.put(e, PRESENT) == null;   
	}   
 
    // 调用 HashMap 的 remove 方法删除指定 Entry，也就删除了 HashSet 中对应的元素  
 	public boolean remove(Object o){   
    	return map.remove(o)==PRESENT;   
	}   
 
    // 调用 Map 的 clear 方法清空所有 Entry，也就清空了 HashSet 中所有元素  
 	public void clear(){   
    	map.clear();   
 	}   
 	…   
} 

10.3 add流程

1. HashSet底层使用了哈希表来支持的，特点：存储快；
2. 往Haset添加元素的时候，HashSet会先调用元素的hashCode方法得到元素的哈希值 ，然后通过元素的哈希值经过移位等运算，就可以算出该元素在哈希表中的存储位置。
   1. 如果算出的元素存储的位置目前没有任何元素存储，那么该元素可以直接存储在该位置上；
   2. 如果算出的元素的存储位置目前已经存在有其他的元素了，那么还会调用该元素的equals方法；
      与该位置的元素再比较一次，如果equals方法返回的是true，那么该位置上的元素视为重复元
      素，不允许添加，如果返回的是false，则允许添加
3. 例子：该对象的 age 字段与之前已经添加的一个 age 字段为 18 的对象相同，且哈希码也相同，所以 HashSet 认为它们是同一个对象，因此不会将其添加到集合中，返回的结果是 false

class Person {
	String name;
	int age;
	private void Peron() {
		// TODO Auto-generated method stub
 
	}
 
	public Person(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
 
	@Override
	public int hashCode() {
		System.out.println("--------");
		// TODO Auto-generated method stub
		return this.age;
	}
 
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		System.out.println("---****----");
		Person p = (Person)obj;
		return this.age == p.age;
	}
 
	@Override
	public String toString() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "{姓名："+name+"年龄："+age+"}";
	}
}
public class Demo2 {
	public static void main(String[] args) {
		HashSet set = new HashSet();
		set.add(new Person("yy",18));
		set.add(new Person("xx",19));
		set.add(new Person("zz",20));
		set.add(new Person("jj",25));
		System.out.println("添加元素成功了嗎？"+set.add(new Person("zhangsan",18)));
		System.out.println("集合的元素："+set);
	}
}

10.4总结

1. 存储对象：HashSet 存储对象采用哈希表的方式，它不允许重复元素，即集合中不会包含相同的元素。当向 HashSet 中添加元素时，会根据元素的 hashCode() 方法和 equals() 方法来判断元素是否重复。
2. 底层数据结构：HashSet 的底层数据结构是基于 HashMap 实现的，实际上 HashSet 的元素就是作为 HashMap 的 key 存储的。
3. null 值问题：HashSet 允许存储一个 null 元素。
4. 线程安全问题：不安全
5. 当我们试图把某个类的对象当成 HashMap的 key，或试图将这个类的对象放入 HashSet 中保存时，重写该类的equals(Object obj)方法和 hashCode() 方法很重要，而且这两个方法的返回值必须保持一致：当该类的两个的 hashCode() 返回值相同时，它们通过 equals() 方法比较也应该返回 true。通常来说，所有参与计算 hashCode() 返回值的关键属性，都应该用于作为 equals() 比较的标准。