【Java集合】系列二：搞定HashSet（本篇源码基于Java11）

最新推荐文章于 2023-10-09 15:40:42 发布

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本文深入解析了HashSet的工作原理，揭示了其基于HashMap实现的内部机制，包括构造函数、add方法等核心源码解读，并通过一个查找字符串中首次重复字符的应用实例，展示了HashSet的高效使用方法。

1 概念

HashSet实现Set接口，由哈希表（实际上是一个HashMap实例）支持。它保存的都是非重复的元素，不保证set的迭代顺序。此类允许使用null元素。
对于HashSet而言，它是基于HashMap实现的，HashSet底层使用HashMap来保存所有元素，因此HashSet 的实现比较简单，相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成。

2 源码解读

先来看下构造函数相关源码：

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

可以看到，HashSet底层采用的其实是HashMap。
再来看看add()方法的源码：

    public boolean add(E e) {
        //成功添加则返回true，否则返回false
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
 
    
    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
    
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

我们看到调用的也是HashMap的put()方法，将添加的元素作为HashMap的key，如果成功添加就返回true，否则返回false。

3 应用实例

这里我想用一个应用实例来说明HashSet的用法。
对于一个字符串，请设计一个高效算法，找到第一次重复出现的字符。
给定一个字符串(不一定全为字母)A及它的长度n。请返回第一个重复出现的字符。保证字符串中有重复字符，字符串的长度小于等于500。
测试样例：
“seume666”,8

返回：
e

实现代码也很简单：

/**
 * @author Carson Chu, 1965704869@qq.com
 * @date 2020/4/13 20:41
 * @description
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(findChar("seume666", 8));
    }

    public static char findChar(String input, int length) {

        char[] a = input.toCharArray();
        HashSet hashSet = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            if (!hashSet.add(a[i])) {
            	//添加失败，说明已经存在于set集合中，直接返回
                return a[i];
            }
        }
        return 0;
    }
}