Java集合系列之八：HashSet底层原理

HashSet底层原理

HashSet是最常用的Set集合之一，可以保证元素的唯一性。

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1. 底层原理

   HashSet底层完全就是在HashMap的基础上包了一层，只不过存储的时候value是默认存储了一个Object的静态常量，取的时候也是只返回key，所以看起来就像List一样。

2. 构造方法

   可以看到四个构造方法都是初始化一个HashMap，初始化的容量和装填因子也是直接用的HashMap的默认配置。

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

3. add()/remove()/contains()方法

   可以看到这三个方法都是直接调用的HashMap的实现。

    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
   
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }
   
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }
   

4. 保证唯一性

   HashSet是调用的HashMap的put()方法，而put()方法中有这么一行逻辑，如果哈希值和key都一样，就会直接拿新值覆盖旧值，而HashSet就是利用这个特性来保证唯一性。

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

   所以在存放对象的时候需要重写hashCode()和equals()方法，因为就是用这两个方法来判断唯一性的，否则就会出现下面这样的情况，创建两个属性一样的对象，放入HashSet中会发现重复了，那是因为创建两个对象肯定哈希值是不一样的，所以需要自己重写hashCode()和equals()。

   public class TestVo {
   
      int id;
      String name;
   
      public TestVo(int id, String name) {
          this.id = id;
          this.name = name;
      }
   
      @Override
      public String toString() {
          return  "TestVo{" +
                  "id=" + id +
                  ", name='" + name + '\'' +
                  '}';
      }
   }
   
   public static void main(String[] args){
      HashSet set = new HashSet();
   
      TestVo testVo1 = new TestVo(1,"a");
      TestVo testVo2 = new TestVo(1,"a");
   
      set.add(testVo1);
      set.add(testVo2);
   
      Iterator<TestVo> iterator = set.iterator();
      while (iterator.hasNext()){
          System.out.println(iterator.next());
      }
   }
   
   // 输出结果
   TestVo{id=1, name='a'}
   TestVo{id=1, name='a'}
   

   重写hashCode()和equals()方法，都基于id来判断，这样重复``id的就不会重复存入了，所以存入对象的时候是可以自己设置按什么规则来去重的。

   @Override
      public int hashCode() {
          return id;
      }
   
      @Override
      public boolean equals(Object obj) {
          return obj.equals(id);
      }
   }
   // 输出结果
   TestVo{id=1, name='a'}

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总结

• HashSet底层原理完全就是包装了一下HashMap
• HashSet的唯一性保证是依赖与hashCode()和equals()两个方法，所以存入对象的时候一定要自己重写这两个方法来设置去重的规则。
• 因为底层是HashMap，而存储的又是key，所以没有get()方法来直接获取，只能遍历获取。