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Thinking in Java之Set接口、HashSet源碼學(xué)習(xí)
文章主要討論Set接口的設(shè)計(jì)、以及Set接口的一個(gè)實(shí)現(xiàn)類HashSet的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。對(duì)于他們的思考，同樣是基于源碼學(xué)習(xí)的。
Set接口設(shè)計(jì)
通過(guò)閱讀API和源碼我們可以知道Java中的Set和數(shù)學(xué)行直觀的“集”的概念是相同的。Set的最大特點(diǎn)也就是不允許在其中放入重復(fù)的元素。Set集合最多只能包含一個(gè)null元素。至于這種特點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)的，我們先不考究。在其具體子類HashSet里我們?cè)谟懻撝?。廣州java培訓(xùn)咨詢QQ：707552864，544627
2、560
Set接口源碼解析
首先看看Set的源碼吧。
[java] view plaincopy
package com.kiritor;
/**
Set源碼研究*/
import java.util.Iterator;
public interface Set extends Collection {
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator iterator();
Object[] toArray();
T[]
3、toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection c);
boolean addAll(Collection c);
boolean retainAll(Collection c);
boolean removeAll(Collection c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
}
可以看出的是Set繼承至Collec
4、tion，而且通過(guò)對(duì)比還可以知道的是，Set提供的方法和Colllection指定的方法是完全一樣的。那么它的不重復(fù)是如何體現(xiàn)的呢?這里我們通過(guò)研究其具體實(shí)現(xiàn)類HashSet來(lái)說(shuō)明。
HashSet類實(shí)現(xiàn)
同樣的對(duì)于HashSet類的具體源碼筆者就不貼出來(lái)了。這里我們只是簡(jiǎn)要的對(duì)其的方法做一些分析。首先看看HashSet類的頭部吧。
對(duì)于序列化、Cloneable接口筆者就不細(xì)說(shuō)了。這里HashSet繼承AbstactSet這個(gè)中間抽象類，并且這個(gè)抽象類又繼承至AbstractCollection。這里簡(jiǎn)要的說(shuō)說(shuō)自己的理解。在前一章對(duì)ArrayList的學(xué)習(xí)中，筆者并未就這方
5、面給予解釋。AbstractCollection其實(shí)更像是實(shí)現(xiàn)List，Set的共同的方法，而AbstactSet AbstactList更像是提供給Set、List各自特有方法的實(shí)現(xiàn)。
1、底層實(shí)現(xiàn)
通過(guò)其源碼的觀察可以知道的是HashSet的底層實(shí)現(xiàn)是基于HashMap的。它不保證Set的迭代順序而且不保證該順序永久不變。HashSet的實(shí)現(xiàn)較為的簡(jiǎn)單，其相關(guān)的操作都是通過(guò)直接調(diào)用底層HashMap的相關(guān)方法來(lái)完成。
[java] view plaincopy
// 底層使用HashMap來(lái)保存HashSet中所有元素。
private transient
6、 HashMap map;
// 定義一個(gè)虛擬的Object對(duì)象作為HashMap的value，將此對(duì)象定義為static final。
private static final Object PRESENT = new Object();
2、構(gòu)造方法
[java] view plaincopy
* 默認(rèn)的無(wú)參構(gòu)造器，構(gòu)造一個(gè)空的HashSet。
* 實(shí)際底層會(huì)初始化一個(gè)空的HashMap，并使用默認(rèn)初始容量為16和加載因子0.75。
*/
public HashSet() {
map = new HashMap();
}
/
7、**
* 構(gòu)造一個(gè)包含指定collection中的元素的新set。
*
* 實(shí)際底層使用默認(rèn)的加載因子0.75和足以包含指定
* collection中所有元素的初始容量來(lái)創(chuàng)建一個(gè)HashMap。
* @param c 其中的元素將存放在此set中的collection。
*/
public HashSet(Collection c) {
map = new HashMap(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
/**
* 以指定的initialCap
8、acity和loadFactor構(gòu)造一個(gè)空的HashSet。
*
* 實(shí)際底層以相應(yīng)的參數(shù)構(gòu)造一個(gè)空的HashMap。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加載因子。
*/
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 以指定的initialCapacity構(gòu)造一個(gè)空的HashSet。
*
9、
* 實(shí)際底層以相應(yīng)的參數(shù)及加載因子loadFactor為0.75構(gòu)造一個(gè)空的HashMap。
* @param initialCapacity 初始容量。
*/
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap(initialCapacity);
}
/**
* 以指定的initialCapacity和loadFactor構(gòu)造一個(gè)新的空鏈接哈希集合。
* 此構(gòu)造函數(shù)為包訪問權(quán)限，不對(duì)外公開，實(shí)際只是是對(duì)LinkedHashSet的支持。
*
* 實(shí)際底層會(huì)以指定的參
10、數(shù)構(gòu)造一個(gè)空LinkedHashMap實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加載因子。
* @param dummy 標(biāo)記。
*/
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap(initialCapacity, loadFactor);
}
3、存儲(chǔ)元素
[java] view plaincopy
/**
* 如果此set中
11、尚未包含指定元素，則添加指定元素。
* 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 添加指定的元素e。
* 如果此set已包含該元素，則該調(diào)用不更改set并返回false。
*
* 底層實(shí)際將將該元素作為key放入HashMap。
* 由于HashMap的put()方法添加key-value對(duì)時(shí)，當(dāng)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(guò)equals比較也返回true)，
12、* 新添加的Entry的value會(huì)將覆蓋原來(lái)Entry的value，但key不會(huì)有任何改變，
* 因此如果向HashSet中添加一個(gè)已經(jīng)存在的元素時(shí)，新添加的集合元素將不會(huì)被放入HashMap中，
* 原來(lái)的元素也不會(huì)有任何改變，這也就滿足了Set中元素不重復(fù)的特性。
* @param e 將添加到此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;
}
4、讀取、遍歷元素
[
13、java] view plaincopy
/**
* 返回對(duì)此set中元素進(jìn)行迭代的迭代器。返回元素的順序并不是特定的。
*
* 底層實(shí)際調(diào)用底層HashMap的keySet來(lái)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(gè)static final的Object對(duì)象標(biāo)識(shí)。
* @return 對(duì)此set中元素進(jìn)行迭代的Iterator。
*/
public Iterator iterator() {
urn map.keySet().iterator();
}
14、
5、刪除元素
[java] view plaincopy
/**
* 如果指定元素存在于此set中，則將其移除。
* 更確切地講，如果此set包含一個(gè)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因調(diào)用而發(fā)生更改，則返回true)。(一旦調(diào)用返回，則此set不再包含該元素)。
*
* 底層實(shí)際調(diào)用HashMap的remove方法刪除指定Entry。
* @param o 如果存在于此set中則需要將其移除的對(duì)象。
15、 * @return 如果set包含指定元素，則返回true。
*/
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
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