HashSet源码阅读

一、简介

HashSet是Java中常用的一个集合类，是Set接口的一个实现类，而Set接口继承自Collection接口，所以HashSet是Collection的一个实现类。下面看一下HashSet底层代码的实现：

HashSet实现了由一个哈希表(实际上是一个HashMap实例)支持的Set接口。它不保证集合的迭代顺序（无序），并且允许null元素；
HashSet的实现不是同步的，如果在多线程环境下，多个线程访问会出现线程不安全现象；(Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...))；防止意外对set的非同步访问)；

二、源码

HashSet继承自AbstractSet抽象类，并且实现了Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable接口；

public class HashSet<E>extends AbstractSet<E>implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{//....
}

属性

//序列化ID
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;//底层通过hashMap实现
private transient HashMap<E,Object> map;// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
//用来填充底层数据结构HashMap中的value，因为HashSet只用key存储数据。
private static final Object PRESENT = new Object();

构造方法

//底层通过创建一个HashMap对象，并且使用默认初始容量16和默认负载因子0.75
public HashSet() {map = new HashMap<>();
}//构造一个包含指定元素的新集合。
public HashSet(Collection<? extends E> c) {//判断新集合的容量是否大于16，大于16返回新容量，否则直接返回16map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));//调用AbstractCollection.addAll()方法，然后再调用HashSet的add()方法把集合中的所有元素添加到了集合中。addAll(c);
}//AbstractCollection.java   addAll()方法
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {boolean modified = false;for (E e : c)if (add(e))modified = true;return modified;
}//AbstractCollection.java   add()方法
//注意，不能直接调用AbstractCollection类的add()方法
public boolean add(E e) {throw new UnsupportedOperationException();
}//通过指定初始化容量和负载因子创建HashMap对象
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}//使用指定的初始容量和默认负载因子(0.75)创建HashMap
public HashSet(int initialCapacity) {map = new HashMap<>(initialCapacity);
}//构造一个新的空的LinkedHashMap，支持的HashMap实例是一个LinkedHashMap，它具有指定的初始容量和指定的负载因子。
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

iterator()

//返回一个迭代器。元素没有特定的顺序返回。
//实际上是返回hashmap的key键的集合
public Iterator<E> iterator() {return map.keySet().iterator();
}

size()

//hashSet的长度，实际是返回的是底层map的长度
public int size() {return map.size();
}

isEmpty()

//判断hashset是否为空，实际是判断map是否为空
public boolean isEmpty() {return map.isEmpty();
}

contains()

//如果该集合包含指定的元素，则返回true
public boolean contains(Object o) {//因为HashSet使用HashMap的键保存数据，所以直接判断map中是否包含指定的keyreturn map.containsKey(o);
}

add()

//如果指定的元素尚未出现，则将其添加到此集合。
public boolean add(E e) {//底层仍然利用了HashMap键进行了元素的添加。//HashMap的put()方法中，返回值是对应HashMap中键值对中的值，而值总是PRESENT,并且PRESENT一直是null//所以，如果此集合尚未包含指定的元素，返回truereturn map.put(e, PRESENT)==null;
}

remove()

//从集合中删除指定的元素
public boolean remove(Object o) {//map的remove()删除之后返回对应的值，而hashset中值一直是PRESENT//所以，如果集合包含指定的元素,返回truereturn map.remove(o)==PRESENT;
}

clear()

//从这个集合中移除所有的元素。这个集合在这个调用返回后将是空的
public void clear() {map.clear();
}

clone()

//返回这个HashSet实例的浅拷贝
public Object clone() {try {//调用Object的clone()方法HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();//将底层的map也克隆，然后再赋值给newSetnewSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();return newSet;} catch (CloneNotSupportedException e) {throw new InternalError(e);}
}

writeObject()、readObject()

//将这个HashSet实例的状态保存到一个流中(即序列化它)。
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)throws java.io.IOException {// Write out any hidden serialization magics.defaultWriteObject();// Write out HashMap capacity and load factor//写出HashMap容量和负载因子s.writeInt(map.capacity());s.writeFloat(map.loadFactor());// Write out size//写出大小s.writeInt(map.size());// Write out all elements in the proper order.//按适当的顺序写出所有的元素。for (E e : map.keySet())s.writeObject(e);
}//从流中重新构造HashSet实例(即反序列化它)。
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {// Read in any hidden serialization magics.defaultReadObject();// Read capacity and verify non-negative.//读取容量并验证非负int capacity = s.readInt();if (capacity < 0) {throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " +capacity);}// Read load factor and verify positive and non NaN.//读取负载因子，验证正非NaN。float loadFactor = s.readFloat();if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) {throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " +loadFactor);}// Read size and verify non-negative.//读取大小并验证非负。int size = s.readInt();if (size < 0) {throw new InvalidObjectException("Illegal size: " +size);}// Set the capacity according to the size and load factor ensuring that// the HashMap is at least 25% full but clamping to maximum capacity.//根据大小和负载因子设置容量，确保HashMap至少25%已满，但保持最大容量。capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f),HashMap.MAXIMUM_CAPACITY);// Create backing HashMap//创建HashMapmap = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ?new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));// Read in all elements in the proper order.//按适当的顺序读取所有元素。for (int i=0; i<size; i++) {@SuppressWarnings("unchecked")E e = (E) s.readObject();//挨个放入map中map.put(e, PRESENT);}
}

equals()

// 使用父类AbstractSet中的equals实现
public boolean equals(Object o) {//判断是否是当前对象if (o == this)return true;//判断是否是Set类型if (!(o instanceof Set))return false;Collection<?> c = (Collection<?>) o;//equals()的前提是长度必须相等if (c.size() != size())//如果长度不相等，返回falsereturn false;try {//调用AbstractCollection.java类中containsAll()方法return containsAll(c);} catch (ClassCastException unused)   {return false;} catch (NullPointerException unused) {return false;}
}//AbstractCollection.java   containsAll()
public boolean containsAll(Collection<?> c) {//循环遍历集合for (Object e : c)//挨个判断元素是否在集合中（与顺序无关）if (!contains(e))return false;return true;
}//AbstractCollection.java   contains()
public boolean contains(Object o) {Iterator<E> it = iterator();if (o==null) {while (it.hasNext())if (it.next()==null)return true;} else {while (it.hasNext())if (o.equals(it.next()))return true;}return false;
}

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