java集合类源码分析之Set

Set集合与List一样，都是继承自Collection接口，常用的实现类有HashSet和TreeSet。值得注意的是，HashSet是通过HashMap来实现的而TreeSet是通过TreeMap来实现的，所以HashSet和TreeSet都没有自己的数据结构，具体可以归纳如下：

Set集合中的元素不能重复，即元素唯一
HashSet按元素的哈希值存储，所以是无序的，并且最多允许一个null对象
TreeSet按元素的大小存储，所以是有序的，并且不允许null对象
Set集合没有get方法，所以只能通过迭代器（Iterator）来遍历元素，不能随机访问

1.HashSet

下面给出HashSet的部分源码，以理解它的实现方式。

1     static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
2 
3     private transient HashMap<E,Object> map;
4 
5     // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
6     private static final Object PRESENT = new Object();

观察源码，我们知道HashSet的数据是存储在HashMap的实例对象map中的，并且对应于map中的key，而Object类型的引用PRESENT则是对应于map中的value的一个虚拟值，没有实际意义。联想到HashMap的一些特性：无序存储、key值唯一等等，我们就可以很自然地理解Set集合元素不能重复以及HashSet无序存储的特性了。

下面从源代码的角度来理解HashSet的基本用法：

构造器（四种）

1.HashSet() 空的构造器，初始化一个空的HashMap

2.HashSet(Collection<? extends E> c) 传入一个子集c，用于初始化HashMap

3.HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) 初始化一个空的HashMap，并指定初始容量和加载因子

4.HashSet(int initialCapacity) 初始化一个空的HashMap，并指定初始容量

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

    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

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

插入元素

1.add(E e) 插入指定元素（调用HashMap的put方法实现）

1         Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
2         hashSet.add("D");
3         hashSet.add("B");
4         hashSet.add("C");
5         hashSet.add("A");

查找元素

1.contains(Object o) 判断集合中是否包含指定的元素（调用HashMap的containsKey方法实现）

1     public boolean contains(Object o) {
2         return map.containsKey(o);
3     }

2.由于HashSet的实现类中没有get方法，所以只能通过迭代器依次遍历，而不能随机访问（调用HashMap中keySet的迭代器实现）

1     public Iterator<E> iterator() {
2         return map.keySet().iterator();
3     }

应用示例：

1         Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
2         hashSet.add("D");
3         hashSet.add("B");
4         hashSet.add("C");
5         hashSet.add("A");
6         for (Iterator iterator = hashSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
7             String string = (String) iterator.next();
8             System.out.print(string+" ");
9         }//D A B C

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