HashSet 的實現原理？

首先，我們需要知道它是Set的一個實現，所以保證了當中沒有重複的元素。
一方面Set中最重要的一個操作就是查詢。而且通常我們會選擇

HashSet來實現，因為它專門對快速查詢進行了優化。

HashSet使用的是雜湊函式，那麼它當中的元素也就無序可尋。當中是允許元素為null的。

先對實現原理進行一個總結：
（1）基於HashMap實現的，預設建構函式是構建一個初始容量為16，負載因子為0.75 的HashMap。封裝了一個 HashMap 物件來儲存所有的集合元素，所有放入 HashSet 中的集合元素實際上由 HashMap 的 key 來儲存，而 HashMap 的 value 則儲存了一個 PRESENT，它是一個靜態的 Object 物件。

（2）當我們試圖把某個類的物件當成 HashMap的 key，或試圖將這個類的物件放入 HashSet 中儲存時，重寫該類的equals(Object obj)方法和 hashCode() 方法很重要，而且這兩個方法的返回值必須保持一致：當該類的兩個的 hashCode() 返回值相同時，它們通過 equals() 方法比較也應該返回 true。通常來說，所有參與計算 hashCode() 返回值的關鍵屬性，都應該用於作為 equals() 比較的標準。

（3）HashSet的其他操作都是基於HashMap的。

在這，為大家講解HashSet 的實現原理：

它是基於HashMap實現的，HashSet底層使用HashMap來儲存所有元素，因此HashSet 的實現比較簡單，相關HashSet的操作，基本上都是直接呼叫底層HashMap的相關方法來完成， HashSet的原始碼如下：

import java.util.AbstractSet;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Set;

import javax.swing.text.html.HTMLDocument.Iterator;

public class HashSet<E> 
     extends AbstractSet<E> 
     implements Set<E>,Cloneable,java.io.Serializable 
{ 
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; 

// 底層使用HashMap來儲存HashSet中所有元素。 
private transient HashMap<E,Object> map; 
 
// 定義一個虛擬的Object物件作為HashMap的value，將此物件定義為static final。 
private static final Object PRESENT = new Object(); 

 
// 預設的無參構造器，構造一個空的HashSet。 
//  
// 實際底層會初始化一個空的HashMap，並使用預設初始容量為16和載入因子0.75。 
 
public HashSet() { 
map = new HashMap<E,Object>(); 
} 

 
// 構造一個包含指定collection中的元素的新set。 
// 
// 實際底層使用預設的載入因子0.75和足以包含指定 
// collection中所有元素的初始容量來建立一個HashMap。 
// @param c 其中的元素將存放在此set中的collection。 
 
public HashSet(Collection<? extends E> c) { 
map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1,16)); 
addAll(c); 
} 

 
// 以指定的initialCapacity和loadFactor構造一個空的HashSet。 
// 
// 實際底層以相應的引數構造一個空的HashMap。 
// @param initialCapacity 初始容量。 
// @param loadFactor 載入因子。 
  
public HashSet(int initialCapacity,float loadFactor) { 
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity,loadFactor); 
} 

 
// 以指定的initialCapacity構造一個空的HashSet。 
// 
// 實際底層以相應的引數及載入因子loadFactor為0.75構造一個空的HashMap。 
// @param initialCapacity 初始容量。 
 
public HashSet(int initialCapacity) { 
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity); 
} 


// 以指定的initialCapacity和loadFactor構造一個新的空連結雜湊集合。 
// 此建構函式為包訪問許可權，不對外公開，實際只是是對LinkedHashSet的支援。 
// 
// 實際底層會以指定的引數構造一個空LinkedHashMap例項來實現。 
// @param initialCapacity 初始容量。 
// @param loadFactor 載入因子。 
// @param dummy 標記。 
  
HashSet(int initialCapacity,float loadFactor,boolean dummy) { 
map = new LinkedHashMap<E,loadFactor); 
} 

 
// 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。 
// 
// 底層實際呼叫底層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物件標識。 
// @return 對此set中元素進行迭代的Iterator。 

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

} 
 
// 返回此set中的元素的數量（set的容量）。 
// 
// 底層實際呼叫HashMap的size()方法返回Entry的數量，就得到該Set中元素的個數。 
// @return 此set中的元素的數量（set的容量）。 
 
public int size() { 
return map.size(); 
} 

 
// 如果此set不包含任何元素，則返回true。 
// 
// 底層實際呼叫HashMap的isEmpty()判斷該HashSet是否為空。 
// @return 如果此set不包含任何元素，則返回true。 
 
public boolean isEmpty() { 
return map.isEmpty(); 
} 

 
// 如果此set包含指定元素，則返回true。 
// 更確切地講，當且僅當此set包含一個滿足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 
// 的e元素時，返回true。 
// 
// 底層實際呼叫HashMap的containsKey判斷是否包含指定key。 
// @param o 在此set中的存在已得到測試的元素。 
// @return 如果此set包含指定元素，則返回true。 
 
public boolean contains(Object o) { 
return map.containsKey(o); 
} 


// 如果此set中尚未包含指定元素，則新增指定元素。 
// 更確切地講，如果此 set 沒有包含滿足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 
// 的元素e2，則向此set 新增指定的元素e。 
// 如果此set已包含該元素，則該呼叫不更改set並返回false。 
// 
// 底層實際將將該元素作為key放入HashMap。 
// 由於HashMap的put()方法新增key-value對時，當新放入HashMap的Entry中key 
//與集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通過equals比較也返回true）， 
//新新增的Entry的value會將覆蓋原來Entry的value，但key不會有任何改變， 
// 因此如果向HashSet中新增一個已經存在的元素時，新新增的集合元素將不會被放入HashMap中， 
// 原來的元素也不會有任何改變，這也就滿足了Set中元素不重複的特性。 
// @param e 將新增到此set中的元素。 
// @return 如果此set尚未包含指定元素，則返回true。 
 
public boolean add(E e) { 
    return map.put(e,PRESENT)==null; 
} 

// 如果指定元素存在於此set中，則將其移除。 
// 更確切地講，如果此set包含一個滿足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e， 
// 則將其移除。如果此set已包含該元素，則返回true 
// （或者：如果此set因呼叫而發生更改，則返回true）。（一旦呼叫返回，則此set不再包含該元素）。 
// 
// 底層實際呼叫HashMap的remove方法刪除指定Entry。 
// @param o 如果存在於此set中則需要將其移除的物件。 
// @return 如果set包含指定元素，則返回true。 
 
public boolean remove(Object o) { 
return map.remove(o)==PRESENT; 
} 

 
// 從此set中移除所有元素。此呼叫返回後，該set將為空。 
// 
// 底層實際呼叫HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 
 
public void clear() { 
map.clear(); 
} 
 
// 返回此HashSet例項的淺表副本：並沒有複製這些元素本身。 

// 底層實際呼叫HashMap的clone()方法，獲取HashMap的淺表副本，並設定到HashSet中。 
 
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(); 
  } 
} 
}

謝謝，請大家批評指正！

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