Set集合(接口)的实现类(子类)——HashSet 类

HashSet是Set接口的一个实现,以其高效的存取和查找性能著称。它不保证元素顺序,且不允许重复元素。元素的唯一性通过hashCode()和equals()方法来保证。若存储自定义对象,需重写这两个方法以正确判断对象是否相等。

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摘要:

前面己经介绍过Set 集合,它类似于一个罐子, 程序可以依次把多个对象"丢进" Set 集合,而Set集合通常不能记住元素的添加顺序。Set 集合与Collection 基本相同,没有提供任何额外的方法。实际上Set 就是Collection ,只是行为略有不同( Set 不允许包含重复元素) 。Set 集合不允许包含相同的元素,如果试图把两个相同的元素加入同一个Set 集合中, 则添加操作失败, addO方法返回fal se ,且新元素不会被加入。
上面介绍的是Set 集合的通用知识,因此完全适合后面介绍的HashSet、TreeSet 和EnumSet 三个实现类,只是三个实现类还各有特色。

Java Set集合的概述及特点:https://blog.youkuaiyun.com/hewenqing1/article/details/104166374

 

HashSet 类

一、概述:

HashSet 是Set 接口的典型实现,大多数时候使用Set 集合时就是使用这个实现类。HashSet 按Hash算法来存储集合中的元素,因此具有很好的存取和查找性能。

二、特点:

1、不能保证元素的排列顺序,顺序可能与添加顺序不同,顺序也有可能发生变化。

代码实现:存储字符串并遍历

package cn.wen_01;

import java.util.HashSet;

/*
 * HashSet:存储字符串并遍历
 */
public class HashSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		HashSet<String> hs = new HashSet<String>();

		// 创建并添加元素
		hs.add("hello");
		hs.add("world");
		hs.add("java");
		hs.add("world");

		// 遍历集合
		for (String s : hs) {
			System.out.println(s);
		}
	}
}

2、HashSet如何保证元素唯一性? 为什么存储字符串的时候,字符串内容相同的只存储了一个呢?

1)查看源码:选中类名(F3或者Ctrl+鼠标点击)    例如图下的add()方法的查询,其他类似。

 这里不是完整的代码,截取代码片段按顺序组成如下:(按方法的顺序查找其中的源码)

interface Collection {
	...
}

interface Set extends Collection {
	...
}

class HashSet implements Set {
	private static final Object PRESENT = new Object();
	private transient HashMap<E,Object> map;
	
	public HashSet() {
		map = new HashMap<>();
	}
	
	public boolean add(E e) { //e=hello,world
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
}

class HashMap implements Map {
	public V put(K key, V value) { //key=e=hello,world
	
		//看哈希表是否为空,如果空,就开辟空间
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
        
        //判断对象是否为null
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        
        int hash = hash(key); //和对象的hashCode()方法相关
        
        //在哈希表中查找hash值
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        	//这次的e其实是第一次的world
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
                //走这里其实是没有添加元素
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i); //把元素添加
        return null;
    }
    
    transient int hashSeed = 0;
    
    final int hash(Object k) { //k=key=e=hello,
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }

        h ^= k.hashCode(); //这里调用的是对象的hashCode()方法

        // This function ensures that hashCodes that differ only by
        // constant multiples at each bit position have a bounded
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }
}


hs.add("hello");
hs.add("world");
hs.add("java");
hs.add("world");

总结:

通过查看add方法的源码,我们知道这个方法底层依赖两个方法:hashCode()和equals()。
步骤:
          首先比较哈希值
          如果相同,继续走,比较地址值或者走equals()
          如果不同,就直接添加到集合中    

按照方法的步骤来说:    
          先看hashCode()值是否相同

              相同:继续走equals()方法

                  返回true:    说明元素重复,就不添加
                  返回false:说明元素不重复,就添加到集合
              不同:就直接把元素添加到集合
 如果类没有重写这两个方法,默认使用的Object()。一般来说不同相同。
 而String类重写了hashCode()和equals()方法,所以,它就可以把内容相同的字符串去掉。只留下一个。

 

3、存储自定义对象,并保证元素的唯一性      (要求:如果两个对象的成员变量值都相同,则为同一个元素。)

测试类:

package cn.wen_01;

import java.util.HashSet;

/*
 * 需求:存储自定义对象,并保证元素的唯一性
 * 要求:如果两个对象的成员变量值都相同,则为同一个元素。
 */
public class HashSetDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();

		// 创建学生对象
		Student s1 = new Student("小红", 27);
		Student s2 = new Student("小明", 22);
		Student s3 = new Student("小东", 30);
		Student s4 = new Student("小红", 27);
		Student s5 = new Student("小红", 20);
		Student s6 = new Student("小亮", 22);

		// 添加元素
		hs.add(s1);
		hs.add(s2);
		hs.add(s3);
		hs.add(s4);
		hs.add(s5);
		hs.add(s6);

		// 遍历集合
		for (Student s : hs) {
			System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
		}
	}
}

学生类:(方法未重写)

package cn.wen_01;

public class Student {
	private String name;
	private int age;

	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}
}

输出结果:

分析原因:

因为我们知道HashSet底层依赖的是hashCode()和equals()方法。而这两个方法我们在学生类中没有重写,所以,默认使用的是Object类。这个时候,他们的哈希值是不会一样的,根本就不会继续判断,执行了添加操作。

修改:方法重写

package cn.wen_01;

public class Student {
	private String name;
	private int age;

	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + age;
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		return result;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Student other = (Student) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		return true;
	}
}

 

练习:

HashSet集合存储自定义对象并遍历。如果对象的成员变量值相同即为同一个对象

package cn.wen_02;

import java.util.HashSet;

/*
 * HashSet集合存储自定义对象并遍历。如果对象的成员变量值相同即为同一个对象
 * 
 * 注意了:
 * 		使用的是HashSet集合,这个集合的底层是哈希表结构。
 * 		而哈希表结构底层依赖:hashCode()和equals()方法。
 * 		如果你认为对象的成员变量值相同即为同一个对象的话,你就应该重写这两个方法。
 * 		如何重写呢?不同担心,自动生成即可。
 */
public class DogDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		HashSet<Dog> hs = new HashSet<Dog>();

		// 创建狗对象
		Dog d1 = new Dog("秦桧", 25, "红色", '男');
		Dog d2 = new Dog("高俅", 22, "黑色", '女');
		Dog d3 = new Dog("秦桧", 25, "红色", '男');
		Dog d4 = new Dog("秦桧", 20, "红色", '女');
		Dog d5 = new Dog("魏忠贤", 28, "白色", '男');
		Dog d6 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '女');
		Dog d7 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '女');
		Dog d8 = new Dog("李莲英", 23, "黄色", '男');

		// 添加元素
		hs.add(d1);
		hs.add(d2);
		hs.add(d3);
		hs.add(d4);
		hs.add(d5);
		hs.add(d6);
		hs.add(d7);
		hs.add(d8);

		// 遍历
		for (Dog d : hs) {
			System.out.println(d.getName() + "---" + d.getAge() + "---"
					+ d.getColor() + "---" + d.getSex());
		}
	}
}
package cn.wen_02;

public class Dog {
	private String name;
	private int age;
	private String color;
	private char sex;

	public Dog() {
		super();
	}

	public Dog(String name, int age, String color, char sex) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.color = color;
		this.sex = sex;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}

	public String getColor() {
		return color;
	}

	public void setColor(String color) {
		this.color = color;
	}

	public char getSex() {
		return sex;
	}

	public void setSex(char sex) {
		this.sex = sex;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + age;
		result = prime * result + ((color == null) ? 0 : color.hashCode());
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		result = prime * result + sex;
		return result;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Dog other = (Dog) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (color == null) {
			if (other.color != null)
				return false;
		} else if (!color.equals(other.color))
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		if (sex != other.sex)
			return false;
		return true;
	}

}

 

 

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