四.HashSet原理及實現學習總結

在上一篇博文（HashMap原理及實現學習總結）詳細總結了HashMap的實現過程，對於HashSet而言，它是基於HashMap來實現的，底層采用HashMap來保存元素。所以如果對HashMap比較熟悉，那么HashSet的原理應該很好理解!

一.HsahSet概述

HashSet實現Set接口，由哈希表（實際上是一個HashMap實例）支持。它不保證set 的迭代順序；特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用null元素。

 

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

HashSet繼承AbstractSet類，實現Set、Cloneable、Serializable接口。其中AbstractSet提供 Set 接口的骨干實現，從而最大限度地減少了實現此接口所需的工作。Set接口是一種不包括重復元素的Collection，它維持它自己的內部排序，所以隨機訪問沒有任何意義。 
基本屬性：

 

// 底層使用HashMap來保存HashSet中所有元素。
    private transient HashMap<E, Object> map;

    // 定義一個虛擬的Object對象作為HashMap的value，將此對象定義為static final。
    private static final Object PRESENT = new Object();

構造函數： 
從構造函數中可以看出HashSet所有的構造都是構造出一個新的HashMap，其中最后一個構造函數，為包訪問權限是不對外公開，僅僅只在使用LinkedHashSet時才會發生作用。

二.HsahSet實現

因為HashSet是基於HashMap，所以對於HashSet，其方法的實現過程是非常簡單的。 
1. iterator() 
iterator()方法 返回對此set中元素進行迭代的迭代器。返回元素的順序並不是特定的。底層實際調用底層HashMap的keySet來返回所有的key。 可見HashSet中的元素，只是存放在了底層HashMap的key上， value使用一個static final的Object對象標識。

 

public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }

 

 

2.size() 
返回此set中的元素的數量（set的容量）。底層實際調用HashMap的size()方法返回Entry的數量，就得到該Set中元素的個數,即HashMap容器的大小。

public int size() {
        return map.size();
    }

3.isEmpty() 
isEmpty()判斷HashSet()集合是否為空，如果此set不包含任何元素，則返回true。 底層實際調用HashMap的isEmpty()判斷該HashSet是否為空。

public boolean isEmpty() {
        return map.isEmpty();
    }

4.contains(Object o) 
contains()，判斷某個元素是否存在於HashSet()中，存在返回true，否則返回false。更加確切的講應該是要滿足這種關系才能返回true：(o==null ? e==null : o.equals(e))。底層調用containsKey判斷HashMap的key值是否為空。

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

5.add() 
add()如果此 set 中尚未包含指定元素，則添加指定元素。如果此Set沒有包含滿足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 的e2時，則將e2添加到Set中，否則不添加且返回false。由於底層使用HashMap的put方法將key = e，value=PRESENT構建成key-value鍵值對，當此e存在於HashMap的key中，則value將會覆蓋原有value，但是key保持不變，所以如果將一個已經存在的e元素添加中HashSet中，新添加的元素是不會保存到HashMap中，所以這就滿足了HashSet中元素不會重復的特性。

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

6.remove() 
remove()如果指定元素存在於此 set 中，則將其移除。底層使用HashMap的remove方法刪除指定的Entry。

public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o) == PRESENT;
    }

7.clear() 
clear()從此 set 中移除所有元素。底層調用HashMap的clear方法清除所有的Entry。

public void clear() {
        map.clear();
    }

8.clone() 
底層實際調用HashMap的clone()方法，獲取HashMap的淺表副本,並沒有復制這些元素本身。

public Object clone() {
        try {
            HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
            newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
            return newSet;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new InternalError();
        }
    }

 

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