HashSet集合中add（）的执行过程详解

最新推荐文章于 2024-08-13 22:39:05 发布

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#HashSet #add

本文详细剖析了HashSet中add方法的执行流程，包括hash方法的计算规则，add方法如何调用HashMap的put方法，以及在不同情况下table数组的处理，如初始为空时的扩容操作，已存在相同元素时的处理等。

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一、hash方法

在进行add之前要知道hash方法对各种数据类型的操作规则

public class Test1 {

	static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
	public static void main(String[] args) {
		//字符串类型对象
		int hash = hash("tom");
		System.out.println(hash);
		hash = hash(new String("tom"));
		System.out.println(hash);
		//基本类型包装类对象
		hash = hash(10000);
		System.out.println(hash);
		hash = hash(new Integer(10000));
		System.out.println(hash);
		//自定义类型对象
		Student stu = new Student();
		hash = hash(stu);
		System.out.println(hash);
		hash = hash(new Student());
		System.out.println(hash);
	}
}

上述代码执行结果为：
在这里插入图片描述
可见若为String类型，所传内容相同，返回值相同。若为基本类型包装类，所传内容即为返回值。若为自定义类，所传地址不同，返回值内容不同。

二、add（）方法执行过程

有下面代码：

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		HashSet<String> set = new HashSet<>();
		set.add("tom");
		set.add("tom");
		set.add("lucy");
	}
}

add方法的跳转过程是：HashSet中的add方法→HashMap中的put方法→HashMap中的putVal，本文章主要分析在set集合中增加String类型对象时putVal方法中的执行过程。
下面代码为HashMap中的putVal方法：

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;
    }

1、执行第五行代码set.add(“tom”)；的执行过程

第一步执行if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
第一次add(“tom”)时table数组为空此if语句成立，执行if语句内部程序：tab = resize()给tab一个数组空间，其中table为全局变量，tab和table指向同一个数组。
第二步执行if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i = (n - 1) & hash] 是根据所传key的hash值对tab数组空间的一个映射，也就是(n - 1) & hash为数组下标。此时tab[i]中没有数据，if语句成立，执行tab[i] = newNode(hash, key, value, null);新建一个Node对象存到tab中。table与tab指向同一个数组，且table为全局变量，故下次判断table是否为null时可以得到结果false。
第三步跳过else语句执行下列代码
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;

2、执行第六行代码set.add(“tom”)；的执行过程

第一步执行if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
此时tab与table指向同一个数组，table为全局变量，且table中已经有元素，此次if中语句未成立，跳过。
第二步执行if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
hash=hash（“tom”），if语句中(n - 1) & hash所得数组下标与第一次add（“tom”）所添加对象的下标一致，故不为null语句不成立，其中tab[i]赋值给p。
跳转到else语句

if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;

p.hash即为tab[i].hash代表hash（“tom”）,而hash=hash（“tom”）故p.hash == hash为true，同理p.key == key也成立，此if语句成立执行 e = p;

跳转到下列代码

 if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }

e不为null，返回原值。

3、执行第七行代码set.add(“lucy”)；的执行过程

第一步执行if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
此时tab与table指向同一个数组，table为全局变量，且table中已经有元素，此次if中语句未成立，跳过。
第二步执行if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
(n - 1) & hash计算下标，hash=hash（“lucy”），tab[i]为null，if语句成立，执行tab[i] = newNode(hash, key, value, null);新建一个Node对象存到tab中。
第三步跳过else语句执行下列代码
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;

三、table数组

ctrl+点击resize（），阅读resize（）方法发现有下列代码

newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;

Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];

table = newTab;

再ctrl+点击DEFAULT_INITIAL_CAPACITY常量发现

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY=16，即table长度为16，所存类型为<K，V>