HashSet

目录

一.HashSet的实现原理

1.添加元素

2.删除元素

3.判断元素是否存在

4.迭代器

5.性能

6.并发性

7.序列化

二.HashSet的线程安全性

三.HashSet的有序性


一.HashSet的实现原理

        HashSet 是基于 HashMap 实现的,HashSet的值存放于HashMap的key上,HashMap的value统一为present,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,HashSet 不允许重复的值。

1.添加元素

        HashSet 的add()方法用于向集合中添加元素。这个方法内部调用HashMap的put()方法,将元素作为键插入到 HashMap 中。

public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

2.删除元素

  HashSet 的remove()方法用于从集合中删除指定的元素。这个方法内部调用 HashMap的 remove()方法,将对应的键(即元素)从 HashMap中移除。

    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

3.判断元素是否存在

  HashSet 的contains()方法用于判断集合中是否包含指定的元素。这个方法内部调用 HashMap的containsKey()方法,判断 HashMap中是否存在该键(即元素)。

public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

4.迭代器

  返回对此 set 中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。

public Iterator<E> iterator() {
    return map.keySet().iterator();
}

5.性能

  HashSet 的添加、删除和查找操作的性能通常都是常数时间的(O(1)),这得益于 HashMap的性能。

6.并发性

        HashSet不是线程安全的。如果你需要线程安全的集合,可以使用Collections.synchronizedSet(new HashSet<>(...))或者ConcurrentHashMap的键集。

7.序列化

        HashSet 实现了 Serializable 接口,这意味着它可以被序列化和反序列化。

二.HashSet的线程安全性

        HashSet 是非线程安全的。这意味着多个线程同时修改 HashSet可能会导致不可预知的行为。如果多个线程需要访问和修改同一个 HashSet实例,必须通过外部同步来确保线程安全。

如果你需要线程安全的Set集合,可以考虑以下替代方案:

(1)Collections.synchronizedSet:通过这个静态方法包装一个 HashSet,可以提供简单的线程安全。但是,这种方法的并发性能较低,因为每次访问都需要获取锁。

(2)ConcurrentHashMap 的 keySet 方法:ConcurrentHashMap 提供了 keySet 方法,它返回一个线程安全的 Set 视图。这个 Set 支持更高效的并发访问。

(3)CopyOnWriteArraySet:这是一个线程安全的 Set 实现,它在每次修改(添加或删除元素)时都会复制整个底层数组。这种方法适用于读多写少的场景。

        // 使用 Collections.synchronizedSet 包装 HashSet
        Set<String> syncSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
        syncSet.add("Element1");
        syncSet.add("Element2");

        // 使用 CopyOnWriteArraySet
        Set<String> copyOnWriteSet = new CopyOnWriteArraySet<>();
        copyOnWriteSet.add("Element1");
        copyOnWriteSet.add("Element2");

        // 迭代两个线程安全的 Set
        System.out.println("Synchronized Set: " + syncSet);
        System.out.println("CopyOnWriteArraySet: " + copyOnWriteSet);

三.HashSet的有序性

        HashSet 不保证元素的顺序。它基于 HashMap实现,而 HashMap不保证键的顺序。因此,每次迭代 HashSet 时元素的顺序可能不同。

如果你需要一个有序的Set集合,你可以考虑以下几种方法:

(1)TreeSet: TreeSet 是一个有序的 Set集合,它基于红黑树实现。TreeSet可以确保元素处于排序状态,无论是按照自然顺序还是根据提供的 Comparator。

(2)LinkedHashSet: LinkedHashSet维护了元素的插入顺序,或者在构造时指定的最近期访问顺序。它内部使用 LinkedList 来维护元素的顺序,同时使用 HashMap 来保证元素的唯一性。

(3)使用 HashSet 与额外的数据结构: 如果你需要保留 HashSet 的所有特性,并且只需要偶尔的顺序访问,你可以在需要的时候将 HashSet 元素添加到一个 TreeSet或 LinkedHashSet 中,进行排序操作。

        Set<Integer> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add(4);
        hashSet.add(1);
        hashSet.add(3);
        hashSet.add(2);

        // 仅在需要有序时进行排序
        Set<Integer> sortedSet = new TreeSet<>(hashSet);
        for (Integer number : sortedSet) {
            System.out.println(number);
        }
        LinkedHashSet<Integer> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>(hashSet);
        for (Integer number : linkedHashSet) {
            System.out.println(number);
        }

03-08
### Java `HashSet` 使用方法及示例 #### 创建 `HashSet` 为了使用 `HashSet` 类,首先需要导入相应的包: ```java import java.util.HashSet; ``` 创建一个名为 `langs` 的 `HashSet` 对象来存储字符串类型的元素[^2]。 ```java HashSet<String> langs = new HashSet<>(); ``` #### 添加元素到 `HashSet` 可以利用 `add()` 方法向集合中添加元素。此操作不会影响已存在的相同元素;即重复项会被忽略。 ```java langs.add("Java"); langs.add("Python"); langs.add("C++"); // 尝试添加重复元素 langs.add("Java"); // 这个语句实际上不起作用,因为 "Java" 已经存在 ``` #### 检查是否存在特定元素 要验证某个元素是否存在于 `HashSet` 中,可调用 `contains()` 方法并传入待查找的对象作为参数。这有助于快速判断指定对象是否属于当前集合的一部分[^1]。 ```java boolean hasJava = langs.contains("Java"); // 返回 true System.out.println(hasJava); ``` #### 移除所有元素 当希望清空整个 `HashSet` 而不是移除单个元素时,应该采用 `clear()` 方法。需要注意的是,这是一个实例级别的成员函数而非静态方法,因此不能直接通过类名调用来执行清除动作[^3]。 ```java langs.clear(); // 清空 langs 集合中的全部条目 ``` #### 完整示例代码 下面给出一段完整的程序片段用于展示上述功能的应用场景: ```java import java.util.HashSet; public class Main { public static void main(String[] args) { // 初始化 HashSet 并填充数据 HashSet<String> langs = new HashSet<>(); langs.add("Java"); langs.add("Python"); langs.add("C++"); System.out.println(langs); // 输出: [Java, Python, C++] 或其他顺序 // 测试 contains() boolean hasJava = langs.contains("Java"); System.out.println("Contains 'Java': " + hasJava); // 执行 clear() 后再次打印查看效果 langs.clear(); System.out.println("After clearing: " + langs.isEmpty()); // 应输出 true 表明为空 } } ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值