HashSet为什么要设置PRESENT

直接进入正题，HashSet是通过组合模式，使用HashMap的key是不重复的来实现HashSet中的元素是不重复的，遍历时为该map对象的keySet()即map的key集合。而HashMap通过hash函数和key实现，具体实现见HashMap，篇幅有限这里就不展开说明了。

以下为HashSet的源码，HashSet有一个全局唯一的PRESENT指向的Object对象，add的时候使用其作为map的value。

现在有疑问的地方就是，这里为什么不用null来代理PRESENT比直接使用new Object()还能节约空间？

    // Dummy value to associate with an Object in the backing Mapprivate static final Object PRESENT = new Object();

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

其中奥秘就在以下使用PRESENT的两个方法的返回值上

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

两个值都是boolean类型，map.put和remove方法的处理逻辑均是，key有关联的值则返回对应的值，否则返回null。

/*** Removes the mapping for the specified key from this map if present.** @param  key key whose mapping is to be removed from the map* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or*         <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.*         (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map*         previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)*/public V remove(Object key)..../*** Associates the specified value with the specified key in this map.* If the map previously contained a mapping for the key, the old* value is replaced.** @param key key with which the specified value is to be associated* @param value value to be associated with the specified key* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or*         <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.*         (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map*         previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)*/public V put(K key, V value)...

直接上代码验证，以下代码为HashSet的源码拷贝版，只保留了主要方法。

public class MyHashSet<E>extends AbstractSet<E>implements Cloneable, java.io.Serializable
{static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;private transient HashMap<E,Object> map;// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
//    private static final Object PRESENT = new Object();private static final Object PRESENT = null;/*** Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has* default initial capacity (16) and load factor (0.75).*/public MyHashSet() {map = new HashMap<>();}/*** Returns an iterator over the elements in this set.  The elements* are returned in no particular order.** @return an Iterator over the elements in this set* @see ConcurrentModificationException*/public Iterator<E> iterator() {return map.keySet().iterator();}/*** Returns the number of elements in this set (its cardinality).** @return the number of elements in this set (its cardinality)*/public int size() {return map.size();}/*** Returns <tt>true</tt> if this set contains no elements.** @return <tt>true</tt> if this set contains no elements*/public boolean isEmpty() {return map.isEmpty();}/*** Returns <tt>true</tt> if this set contains the specified element.* More formally, returns <tt>true</tt> if and only if this set* contains an element <tt>e</tt> such that* <tt>(o==null&nbsp;?&nbsp;e==null&nbsp;:&nbsp;o.equals(e))</tt>.** @param o element whose presence in this set is to be tested* @return <tt>true</tt> if this set contains the specified element*/public boolean contains(Object o) {return map.containsKey(o);}/*** Adds the specified element to this set if it is not already present.* More formally, adds the specified element <tt>e</tt> to this set if* this set contains no element <tt>e2</tt> such that* <tt>(e==null&nbsp;?&nbsp;e2==null&nbsp;:&nbsp;e.equals(e2))</tt>.* If this set already contains the element, the call leaves the set* unchanged and returns <tt>false</tt>.** @param e element to be added to this set* @return <tt>true</tt> if this set did not already contain the specified* element */public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT)==null;}/*** Removes the specified element from this set if it is present.* More formally, removes an element <tt>e</tt> such that* <tt>(o==null&nbsp;?&nbsp;e==null&nbsp;:&nbsp;o.equals(e))</tt>,* if this set contains such an element.  Returns <tt>true</tt> if* this set contained the element (or equivalently, if this set* changed as a result of the call).  (This set will not contain the* element once the call returns.)** @param o object to be removed from this set, if present* @return <tt>true</tt> if the set contained the specified element*/public boolean remove(Object o) {return map.remove(o)==PRESENT;}/*** Removes all of the elements from this set.* The set will be empty after this call returns.*/public void clear() {map.clear();}/*** Returns a shallow copy of this <tt>HashSet</tt> instance: the elements* themselves are not cloned.** @return a shallow copy of this set*/@SuppressWarnings("unchecked")public Object clone() {try {MyHashSet<E> newSet = (MyHashSet<E>) super.clone();newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();return newSet;} catch (CloneNotSupportedException e) {throw new InternalError(e);}}}

针对以上代码执行测试案例:

        Set myHashSet = new MyHashSet();System.out.println(myHashSet.add("zhangsan"));System.out.println(myHashSet.add("zhangsan"));System.out.println(myHashSet.add("zhangsan"));System.out.println(myHashSet.remove("zhangsan"));System.out.println(myHashSet.remove("zhangsan"));System.out.println(myHashSet.remove("zhangsan"));

修改PRESENT为null之后，输出结果为

true
true
true
true
true
true

结果显然不符合要求，无法区分key在HashSet是否存在，使用PRESENT的理论是，使用一个对象，remove和add，key存在时操作返回true，key不存在时返回false，可以对key是否存在作出区分。

当PRESENT为null时，是无法区分的。使用一些空间可以换取操作的有效信息，操作上可以更加灵活，因此是有价值的，到此就回答了最初的问题。

最后抛出一个问题，MyHashSet没有像HashSet一样实现Set接口，因为AbstractSet已经implements Set接口，从刚才的使用上来看MyHashSet和HashSet并无区别，那为什么HashSet还有再实现Set接口，欢迎大家说出自己的看法。

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