java（HashSet类）

最新推荐文章于 2024-12-20 22:35:23 发布

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文章标签： java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_63954483/article/details/125441338

本文深入解析了Java中的HashSet，它基于HashMap实现，不允许存储重复元素。HashSet添加元素时通过计算hash值确定索引，如果索引位置已有元素，则使用equals方法比较。在Java 8中，当链表达到一定长度会转换为红黑树。此外，介绍了HashSet的扩容机制，当元素数量达到临界值时，会进行扩容操作。

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HashSet介绍：

1、HashSet实现了Set接口

2、HashSet实际上是HashMap

public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

3、可以存放null值，但是只能由一个null

4、HashSet不保证元素是有序的（存放的数据与取出元素的顺序不一致），取决于hash后，再确定索引的结果

5、不能有重复元素/对象

HashSet如何添加元素：

1.HashSet底层是HashMap

2.添加一个元素时，先得到hash值-->转成-->索引值

3.找到存储数据表table，看这个索引位置是否已经存放的有元素

4.如果没有，则直接加入

5.如果有，调用equals比较（可以自己设定），如果相同，就放弃添加，如果不相同，则添加到最后

6.在java8中，如果一条链表的元素个数到达TREEIFY_THRESHOLD（默认为8），并且table的大小>=MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认为64），就会进行树化（红黑树）

//1.执行HashSet()
public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
//2.执行add()方法
public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
        //private static final Object PRESENT = new Object();
    }
//3.执行put方法
public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
//执行hash()方法得到一个修改的hash值
static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
//4.执行putValue()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;//辅助变量
        //判断是否初次添加值或者空间大小为零，如果是则开辟大小为16的Node[]
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;//resize()开辟空间
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            //i = (n - 1) & hash 得到对应的索引值
            //判断当前索引位置是否为空，为空则直接添加
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            //如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值一样
            //并且满足下面两个条件之一的：1、准备加入的key和p指向的Node节点的key是
            //同一个对象；2、准备加入的key的内容和p指向的Node节点的key的内容相同
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                //再判断p是不是一颗红黑树
                //如果是，调用putTreeVal()方法进行添加
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                //for循环用来比较当前索引后面所接的链表元素
                //1、依次和该链表的每一个元素比较后，都不相同，则直接添加在该链表最后
                //立即判断该链表是否已经达到8个节点，如果达到则对该链表进行树化(红黑树)
                //在转成红黑树时，还要进行判断，如果该table表小于64则先进行扩容
                //if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
                        //resize();当上述条件不满足时，才进行真正的树化
                //2、如果链表元素中有相同的，结束循环
                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();//如果数据空间大于12，则再次扩容
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

扩容机制：

1、HashSet底层是HashMap，第一次添加时，table数组扩容到16，临界值（threshold）是16*加载因子（loadFactor）是0.75 = 12

2、如果table数组使用到了临界值12，就会扩容到16*2=32，新的临界值就是32*0.75=24，以此类推

3、在java8中，如果一条链表的元素个数到达TREEIFY_THRESHOLD（默认为8），并且table的大小>=MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认为64），当两个条件同时满足时就会进行树化（红黑树），否则table表仍采用数组扩容机制