Java中的HashSet

HashSet是一种存储不可重复元素的集合，元素在集合中是无序的(元素不是按照添加顺序存储)。

特点

1. 元素不可重复：依据hash值和元素内容进行判断，若添加的元素与已有元素重复，则不会添加
2. 元素是无序的：元素存放位置是根据hash值随机分布的
3. 允许null值：集合中允许存放null值
4. 非线程安全：没有多线程操作支持，若需要支持线程安全，可使用Collections.synchronizedSet()或其他并发容器

设计原理

• HashSet底层数据结构是基于HashMap实现的，具有HashMap的所有特点(数据结构是素组+链表+红黑树)
• HashSet中的HashMap实际只在key存储真实元素，value值是一个固定的常量
• HashSet中的HashMap默认初始化容量为16，当元素数量达到容量的75%时，数组会扩容到原来的2倍
• HashSet中的HashMap，链表长度达到8并且数组长度达到64，链表会进行树化
• HashSet在首次添加元素时进行初始化，减少内存占用
• HashSet的实现是基于适配器模式(通过包装HashMap的接口，适配成Set接口的方式)

方法

构造方法

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;

    //存储元素的map
    private transient HashMap<E,Object> map;

    //map中value存放的元素(是一个常量)
    private static final Object PRESENT = new Object();

    //创建一个空的HashSet
    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

    //创建一个新的map，将传入的Collection集合元素放入map中
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

    //指定初始化容量和扩容因子的map集合
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

    //指定初始化容量
    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
    }

    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
}

添加单个元素

    //实际调用HashMap中的put方法，key是实际元素，value是一个常量
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

删除元素

    //删除某一个元素
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

添加多个元素

    //使用的是抽象类AbstractCollection中的方法，循环体中的add(e)是HashSet自行实现的
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        boolean modified = false;
        for (E e : c)
            if (add(e))
                modified = true;
        return modified;
    }

是否包含某个元素

    //实际调用HashMap的containsKey方法
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }

迭代器

    //调用的是HashMap中的keyset迭代器
    public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }