学习JDK1.8集合源码之--HashSet

1. HashSet简介

　　HashSet是一个不可重复的无序集合，底层由HashMap实现存储，故HashSet是非线程安全的，由于HashSet使用HashMap的Key来存储元素，而HashMap的Key可以允许有一个null值，所以HashSet是可以存储null值的。

　　由于HashSet的不可重复性，在项目开发中可以利用这一点进行元素去重，但前提是在不考虑线程安全的问题基础上。

2. HashSet的继承关系

　　HashSet继承自AbstractSet，实现了Set、Cloneable、java.io.Serializable接口。

　　AbstractSet继承自AbstractCollection，实现了Set接口，此类并没有重写 AbstractCollection 类中的任何实现(包括add()方法)。它仅仅添加了 equals 和 hashCode 的实现。

　　实现了Set接口：表明本类是一个不包含重复元素的类，并最多包含一个null值。

　　实现了Cloneable接口：可以调用Object.clone方法返回该对象的浅拷贝。

　　实现了 java.io.Serializable 接口：可以启用其序列化功能，能通过序列化去传输。

3. HashSet的实现

1. 核心属性

    //HashMap存储数据
    private transient HashMap<E,Object> map;
    //final修饰的不可改变的空对象
    private static final Object PRESENT = new Object();

　　底层通过HashMap来进行数据的存储，HashMap的key来存储元素，value统一存储一个不可改变的空对象PRESENT，为什么要这么做呢？因为既然是通过HashMap存储数据，数据的移除操作也是通过HashMap的remove方法进行移除，而HashMap的remove方法会返回被移除的Value值，而把PRESENT设为final就能保证可以通过判断返回的值是否是PRESENT对象就可以判断是否移除成功。

2. 构造函数

    //无参构造，实例化一个HashMap对象
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
    //带参构造，传入一个集合
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        //因为HashMap的默认加载因子是0.75，当元素个数达到容量的0.75倍的时候便会自动扩容
        //所以，这里取(int) (c.size()/.75f) + 1，为了避免实例化后的HashMap达到默认尺度
        //因为HashMap的默认初始容量是16，所以取(int) (c.size()/.75f) + 1和16的最大值作为初始容量
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }
    //带参构造，传入一个HashMap的初始容量
    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
    }
    //带参构造，传入HashMap的初始容量和加载因子
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
    //带参构造（用于LinkedHashSet实现，不对外开放），传入HashMap的初始容量和加载因子，dummy参数用来和上一个构造函数作区分，表明实例化一个LinkedHashMap
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

3. 核心方法

    //添加一个元素
    public boolean add(E e) {
        //调用HashMap的put方法，因为HashMap的Key不能重复，重复时会把添加的元素直接返回，成功则返回null
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

    //调用HashMap的clear方法来清空元素
    public void clear() {
        map.clear();
    }

    //调用HashMap的containsKey来判断是否包含元素o
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }

    //通过调用HashMap的isEmpty方法来判断集合是否为空
     public boolean isEmpty() {
        return map.isEmpty();
    }

    //返回迭代器
    public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }

    //调用HashMap的remove方法来移除元素
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

    //HashMap的大小就是集合的大小
    public int size() {
        return map.size();
    }

　　HashSet的基本元素操作都是通过调用HashMap的API来实现的，所以需要了解具体实现细节需要去学习HashMap。

4. HashSet的遍历

1. 通过Iterator迭代器

// 假设set是HashSet对象
for(Iterator iterator = set.iterator();
       iterator.hasNext(); ) {
    iterator.next();
} 

2. foreach

// 假设set是HashSet对象，并且set中元素是String类型
String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);
for (String str:arr)
    System.out.println("for each : %s", str);