HashSet原始碼分析，基於JDK1.8詳細分析
阿新 • • 發佈：2021-05-02
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HashMap原始碼分析 + 面試題
HashSet原始碼分析
文章目錄
一、基本介紹
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底層實現基於 HashMap，所以迭代時不能保證按照插入順序或者其它順序進行迭代
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add、remove、contanins、size 等方法的耗時效能，是不會隨著資料量的增加而增加的，這個主要跟 HashMap 底層的資料結構有關，不管資料量多大，不考慮 hash 衝突的情況下，時間複雜度都是 O (1)
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執行緒不安全的，允許null值
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迭代過程中，如果資料結構被改變，會快速失敗，丟擲
ConcurrentModificationException異常 -
繼承體系
HashSet並沒有繼承HashMap，所以HashSet是通過呼叫HashMap的方法從而使用HashMap，這種不採用繼承而採用組合的方式的優點如下：
- 繼承表示父子類是同一個事物，而 Set 和 Map 本來就是兩種事物，所以繼承不妥，而且 Java 語法限制子類只能繼承一個父類，後續難以擴充套件
- 組合更加靈活，可以任意的組合現有的基礎類，並且可以在基礎類方法的基礎上進行擴充套件、編排等，而且方法命名可以任意命名，無需和基礎類的方法名稱保持一致
二、原始碼分析
1. 成員變數
//把HashMap組合進來，key是Hashset的key，value是下面的PRESENT
private transient HashMap<E,Object> map;
//HashMap中的虛擬value
private static final Object PRESENT = new Object();
觀察上述原始碼，可以得出如下結論：
- 使用 HashSet 時，比如 add 方法，只有一個入參，但組合的 Map 的 add 方法卻有 key、value 兩個入參，Map 的 key 就是 add 的入參，value 就是上述程式碼中的第二個屬性 PRESENT，此處設計非常巧妙，用一個預設值 PRESENT 來代替 Map 的 Value
- 也就是說這個map中所有的value都是一樣的
- 當多個執行緒訪問HashSet時，就會有執行緒安全問題，因為在後續的所有操作中，並沒有加鎖
2. 構造方法
//底層呼叫HashMap的構造器
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 如果給定引數集合的初始容量小於16 ，就按照HashMap預設的16初始化即可
* 如果大於16，就按照指定的值進行初始化
* 指定的值 = 引數集合容量 / 0.75 + 1，可以使得期望的值正好比擴容的閥值還大1，就不會擴容，符合HashMap擴容的公式，可以減少擴容次數，提高效率
*/
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
//以後的開發過程中，如果要給HashMap中拷貝集合，HashMap的初始化大小可以借鑑這種寫法
//非public，只能被同一個包呼叫，這是LinkedHashSet專屬的構造器
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
//建立的是LinkedHashMap，非HashMap
}
3. 新增方法
add(E e) 方法原始碼如下：
public boolean add(E e) {
//直接呼叫HashMap的put()方法，把元素本身作為key，把PRESENT作為value
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
4. 刪除方法
remove(Object o) 方法原始碼如下：
public boolean remove(Object o) {
//直接呼叫HashMap的remove()方法
return map.remove(o)==PRESENT;
}
注意，Map的 remove 方法返回的是刪除元素的value，而Set的 remove 方法返回的是boolean型別，如果是null的話說明沒有該元素，如果不是null肯定等於PRESENT
5. 查詢方法
contains(Object o) 方法原始碼如下：
public boolean contains(Object o) {
//呼叫map的containsKey()方法
return map.containsKey(o);
}
6. 遍歷方法
iterator() 方法原始碼如下：
public Iterator<E> iterator() {
//呼叫map的keySet的迭代器
return map.keySet().iterator();
}
三、總結
（1）HashSet內部使用HashMap的key儲存元素，以此來保證元素不重複
（2）HashSet是無序的，因為HashMap的key是無序的
（3）HashSet中允許取值為null的元素，因為HashMap允許key為null
（4）HashSet是非執行緒安全的
（5）HashSet沒有 get() 方法，查詢方法是 contains() 方法