HashSet的UML圖

HashSet的成員變數及其含義

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();  
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    /** 
     * 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,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    }  
}

聊聊HashSet的主要方法實現

     /** 
     * 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();  
        }  
    }  

聊聊HashSet與HashMap的關係

從上面的原始碼可以看出來，HashSet與HashMap的關係不可謂不密切，以至於不敢相信上面的UML是對的。因此，對於HashSet而言，它是基於HashMap實現的，HashSet底層使用HashMap來儲存所有元素，因此HashSet原始碼的實現比較簡單，相關HashSet的操作，都是直接呼叫底層HashMap的相關方法來完成

小結

1. 從原始碼來看，HashSet無非是一個閹割版的HashMap，所以要想明白HashSet的實現原理，HashMap原始碼坑還是要跳的
2. 對於HashSet中儲存的物件，請注意正確重寫其equals和hashCode方法，以保證放入的物件的唯一性。
3. Set是利用底層的Map對於重複的key不放入的特性來保證元素的不重複的
4. HashSet沒有提供get()方法，原因是同HashMap一樣，Set內部是無序的，只能通過迭代的方式獲得

參考文章