【集合類】源碼解析之 HashSet類、LinkedHashSet類

HashSet

哈希表結構（其實用的是Map），線程不安全，不保證順序，自動去重（必須覆蓋hashCode和equals方法）

類聲明

public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

當哈希算法算出兩個值相同時，稱之爲哈希衝突。當發生哈希衝突時需要用equals對內容進行判斷。

重點字段

// 序列化ID
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;

// Set其實是使用Map的Key進行存儲元素
private transient HashMap<E,Object> map;

// 用於填充Map的Value
private static final Object PRESENT = new Object();

構造函數

// 空參構造函數，創建Map實例，默認16大小的容量和0.75的負載因子
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}

// 構造一個包含指定集合中的元素的新集合
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    // 創建一個足夠存儲集合元素的Map
    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}

// 根據指定的容量和負載因子創建Map實例
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

// 根據指定的容量創建Map實例 默認0.75的負載因子
public HashSet(int initialCapacity) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

// 給LinkedHashSet初始化使用, 實例化LinkedHashMap
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

Set 方法實現

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

// 集合大小
public int size() {
    return map.size();
}

// 集合是否爲空
public boolean isEmpty() {
    return map.isEmpty();
}

// 是否包含指定元素
public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

// 調用Map的put方法，put的key如果已經存在則返回舊value,否則返回null，所以插入成功都是返回null
public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

// 調用Map的remove方法，remove返回被刪除key的value，所以刪除成功都是返回PRESENT
public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}

// 清空所有鍵值對映射
public void clear() {
    map.clear();
}

public Spliterator<E> spliterator() {
    return new HashMap.KeySpliterator<E,Object>(map, 0, -1, 0, 0);
}

序列化

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
    throws java.io.IOException {
    s.defaultWriteObject();

    s.writeInt(map.capacity());
    s.writeFloat(map.loadFactor());

    s.writeInt(map.size());

    for (E e : map.keySet())
        s.writeObject(e);
}


private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    s.defaultReadObject();

    int capacity = s.readInt();
    if (capacity < 0) {
        throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " + capacity);
    }

    float loadFactor = s.readFloat();
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) {
        throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " + loadFactor);
    }

    int size = s.readInt();
    if (size < 0) {
        throw new InvalidObjectException("Illegal size: " +
                                         size);
    }
    capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f), HashMap.MAXIMUM_CAPACITY);

    SharedSecrets.getJavaOISAccess()
        .checkArray(s, Map.Entry[].class, HashMap.tableSizeFor(capacity));

    map = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ?
           new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
           new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));

    for (int i=0; i<size; i++) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        E e = (E) s.readObject();
        map.put(e, PRESENT);
    }
}

Object 方法

@SuppressWarnings("unchecked")
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(e);
    }
}

LinkedHashSet

鏈表+哈希表，線程不安全，可以實現有序

LinkedHashSet其實就是走HashSet的三參構造函數，底層調用LinkedHashMap

類聲明

public class LinkedHashSet<E> extends HashSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

構造器

// 調用父類HashSet的構造器進行初始化，第三個參數true只是HashSet爲了區別於其他構造函數，無實際意義
public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    // 創建LinkedHashMap實例
    super(initialCapacity, loadFactor, true);
}

public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
    super(initialCapacity, .75f, true);
}

public LinkedHashSet() {
    super(16, .75f, true);
}

public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
    super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
    addAll(c);
}

HashSet 方法

@Override
public Spliterator<E> spliterator() {
    return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.DISTINCT | Spliterator.ORDERED);
}