Java的HashSet和HashMap

在Java中HashSet是用HashMap实现的，在jad8以前HashMap是用数组+链表实现的，在jdk8中变成了数组+链表+红黑树。下面介绍jdk8中HashMap的实现原理。

数组扩容

几个概念：
数组容量：数组的长度，初始值默认为16；
负载因子：作为数组扩容的判断条件，默认为0.75；
临界值：数组容量*负载因子；

1，在new HashMap()的时候不会创建数组，而是在第一次调用put()方法的时候创建数组。
2，当数组中元素的个数超过临界值时就会进行数组扩容，大小变成原来的两倍。
3，当某个链表的长度大于8且数组容量大于64的时候链表就会转为红黑树。

添加元素

当调用put(key,value)方法时，首先计算key的hashCode，然后用散列函数计算出该值在数组中对应的位置，下面分情况讨论：
1，该位置没有元素，直接放入；
2，该位置有元素，且该链表的哈希值和key的哈希值不同，直接放入到链表的末尾。
3，该位置有元素，且在链表中存在与key的哈希值相同的元素。会调用key的equals()方法，如果返回false，添加成功，如果返回true会用value覆盖掉原来的值。

一道例题

import java.util.HashSet;
public class Map {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Person> people = new HashSet<>();
        Person p2 = new Person("xing", 33);
        Person p1 = new Person("zhangxueyou", 55);
        people.add(p1);
        people.add(p2);
        System.out.println("people = " + people);
        p2.setAge(18);
        System.out.println("people = " + people);
        //p2年龄改变HashCode也改变，但people里面的xing的HashCode还是年龄为33时的HashCode
        //执行remove时没有相同的HashCode，删除失败
        people.remove(p2);
        System.out.println("people = " + people);
        //添加年龄为18的xing, HashCode不同，添加成功
        people.add(new Person("xing", 18));
        System.out.println("people = " + people);
        //添加年龄为33的xing，虽然哈希值相同但使用equal方法比较时不同，仍然可以添加成功
        people.add(new Person("xing",33));
        System.out.println("people = " + people);
    }
}
class Person implements Comparable<Person>{
    String name;
    int age;

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;

        Person person = (Person) o;

        if (age != person.age)
            return false;
        return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        return this.name.compareTo(o.name);
    }
}

输出结果：

people = [Person{name='zhangxueyou', age=55}, Person{name='xing', age=33}]
people = [Person{name='zhangxueyou', age=55}, Person{name='xing', age=18}]
people = [Person{name='zhangxueyou', age=55}, Person{name='xing', age=18}]
people = [Person{name='zhangxueyou', age=55}, Person{name='xing', age=18}, Person{name='xing', age=18}]
people = [Person{name='zhangxueyou', age=55}, Person{name='xing', age=18}, Person{name='xing', age=18}, Person{name='xing', age=33}]