HashSet源码解析(基于Java8)

简介: List保证元素的添加顺序,元素可重复Set不保证元素的添加顺序,元素不可重复public class Test { public static void main(String[] arg...
  • List保证元素的添加顺序,元素可重复
  • Set不保证元素的添加顺序,元素不可重复


    img_8b451059c0ab1b6c88fef68ce2cbc8b2.png

    img_2368fcce0bac476aa9357d0f297ce120.png
img_6047ebdca4f32163a6edd6f3d550ab37.png
public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Set<String> strSet = new HashSet<>();//new了一个HashSet
        strSet.add("张三");
        strSet.add("李四");
        strSet.add("王五");
        strSet.add("赵六");

        System.out.println("strSet : " + strSet);
        System.out.println("strSet.size() : " + strSet.size());
        System.out.println("strSet里是否为空 : " + strSet.isEmpty());

        System.out.println("删除王五。。。。");
        boolean delFlag = strSet.remove("王五");
        System.out.println("删除王五是否成功" + delFlag);
        System.out.println("删除王五后的strSet : " + strSet);
        System.out.println("strSet中是否包含王五:" + strSet.contains("王五"));
        System.out.println("strSet中是否包含张三:" + strSet.contains("张三"));

        System.out.println("clear清除元素...");
        strSet.clear();
        System.out.println("clear清除元素后的strSet : " + strSet);
        System.out.println("strSet长度 : " + strSet.size());
        System.out.println("strSet里是否为空 : " + strSet.isEmpty());

    }
}

new一个HashSet,只要是看到new,肯定在堆内存里开辟了一块空间,先找到HashSet的构造函数


img_1b418607eb3384461ddedadb28c22c6e.png

出现了HashMap,再看一下map


img_d97f70f67de1db4392ca87c3835188f3.png

继续执行以下代码,往strSet添加元素"张三"
strSet.add("张三");   

再看

add

img_b61fcbdab882d21cb2bf0dd066a5541b.png

就是调用底层HashMap的put方法,把"张三"作为key, PRESENT作为value放在HashMap
HashMap如果 putkey重了,会返回被覆盖的 value(oldValue),否则返回 null
HashSet又包装了,如果 key没有重( oldValue == null),就返回 true,否则返回 false
继续看这个 PRESENT
img_891f233b85b03e97d25f6b7667230496.png

很简单就是new了一个Object,所有元素的value都指向Object对象
HashSet虽然底层是用HashMap来实现的,但由于用不到HashMap的value,所以不会为底层HashMap的每个value分配一个内存空间,因此并不会过多的占用内存,请放心食用。

再来看看示例代码里的

size()

img_d0996e33af88c262094ce4dde07b9ba3.png

isEmpty()

img_ca6c9c43bdbc872f9a9d7057ee0ddc16.png
image.png

remove()

img_f9963b6b4513a6e71ea8a3e998f86d2c.png

contains()

img_30660ebe5efb19df2a8c0cc26606a058.png

clear()

img_fe3fdd1a625b60d9a7d4872144cc61bd.png

基本上没什么逻辑代码,就是复用了HashMap里的方法而已
HashSet就是利用HashMap来实现的。

大胆的猜测一下,TreeSet是不是也是用TreeMap来实现的呢


img_df0c934da61bb80434822d265eb8f69d.png

构造函数this调了另一个构造函数


img_2e1f12c2d5133b932b34c0ad676ba449.png

再来看m
img_54126d27a19c6f0a456781f1adac80b6.png

这个m是NavigableMap类型的,NavigableMap只是一个接口而已


img_938661bf6b57cf1a477ef685ec4d035d.png

再来看TreeMap,实现了NavigableMap这个接口
绕了好大一个圈,其实就是相当于
NavigableMap m = new TreeMap<>();

也就是说,TreeSet底层实现也是利用TreeMap来实现的,再来看看TreeSet的其它方法
TreeMapadd是调用底层TreeMapput,只是改了个名字而已
其它方法大致上也是如此,就不一一举例说明了

小结

HashSet底层声明了一个HashMap,HashSet做了一层包装,操作HashSet里的元素时其实是在操作HashMap里的元素。
TreeSet底层也是声明了一个TreeMap,操作TreeSet里的元素其实是操作TreeMap里的元素。

附 关于有序性

“不保证有序”和“保证无序”不等价,HashSet的iterator是前者而不是后者,所以在一次运行中看到有序的结果也是正常的,但不能依赖这个有序行为。况且HashSet并不关心key的“排序”,就算其iterator“有序”通常也是说“按元素插入顺序”(LinkedHashSet就支持插入顺序遍历)。
JDK8的HashSet实现变了,导致元素插入的位置发生了变化;iterator自身实现的顺序倒没变,还是按照内部插入的位置顺序来遍历,于是题主就看到了JDK7和JDK8的结果不一样。具体来说,是JDK7与JDK8的java.util.HashMap的hash算法以及HashMap的数据布局发生了变化。题主插入HashSet的是Integer,其hashCode()实现就返回int值本身。所以在对象hashCode这一步引入了巧合的“按大小排序”。然后HashMap.hash(Object)获取了对象的hashCode()之后会尝试进一步混淆。JDK8版java.util.HashMap内的hash算法比JDK7版的混淆程度低;在[0, 2^32-1]范围内经过HashMap.hash()之后还是得到自己。外加load factor正好在此例中让这个HashMap没有hash冲突,这就导致例中元素正好按大小顺序插入在HashMap的开放式哈希表里
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