概述
文章的內容基于JDK1.7進行分析，之所以選用這個版本，是因為1.8的有些類做了改動，增加了閱讀的難度，雖然是1.7，但是對于1.8做了重大改動的內容，文章也會進行說明。
HashSet是Set接口的典型實現，HashSet按照Hash算法來存儲集合中的元素。存在以下特點：
- 不能保證元素的順序，元素是無序的
- HashSet不是同步的，需要外部保持線程之間的同步問題
- 集合元素值允許為null
數據結構
java.lang.Object
java.util.AbstractCollection<E>
java.util.AbstractSet<E>
java.util.HashSet<E>
繼承關系
實現接口
Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, Set<E>
基本屬性
private transient HashMap<E,Object> map; //map集合，HashSet存放元素的容器
private static final Object PRESENT = new Object(); //map，中鍵對應的value值
重要方法深度解析
構造方法
//無參構造方法，完成map的創建
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
//指定集合轉化為HashSet, 完成map的創建
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
//指定初始化大小，和負載因子
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//指定初始化大小
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
//指定初始化大小和負載因子，dummy 無實際意義
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
通過構造函數，不難發現，HashSet的底層是采用HashMap實現的。
Add()方法
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
PRESENT為HashSet類中定義的一個使用static final 修飾的常量，并無實際的意義，HashSet的add方法調用HashMap的put()方法實現，如果鍵已經存在，HashMap.put()放回的是舊值，添加失敗，如果添加成功map.put()方法返回的是null ,HashSet.add()方法返回true,要添加的元素作為可map中的key 。
remove()
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
刪除方法，調用map.remove()方法實現，map.remove()能找到指定的key,則返回key對應的value,對于Hashset而言，它所有的key對應的值都是PRESENT。
源碼解析
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; //序列化版本號
private transient HashMap<E,Object> map; //HashMap變量，用于存放HashSet的值
private static final Object PRESENT = new Object(); //map中的值
//構造方法
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
//構造方法，將指定的集合轉化為HashSet
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
//構造方法，指定初始化的大小和負載因子
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//指定初始化大小
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
//構造方法，采用default修飾，只能是同一個包下的成員訪問。包不相同無法訪問
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//HashSet的遍歷操作
//通過這個方法可以發現，HashSet調用了HashMap存放，因為HashSet并不是鍵值對存儲，所以它只是把它的值做了Map中的鍵，在遍歷HashSet的集合元素時，實際上是遍歷的Map中Key的集合。
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
//返回集合中元素的容量
public int size() {
return map.size();
}
//判斷是否為空
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}
//是否包含指定的元素
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
//添加元素，添加的元素作為了Map中的key,value使用了一個常量表示
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
//刪除元素
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
//清空集合
public void clear() {
map.clear();
}
//克隆方法
public Object clone() {
try {
HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
return newSet;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
}
}
//寫入輸出流操作。
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden serialization magic
s.defaultWriteObject();
// Write out HashMap capacity and load factor
s.writeInt(map.capacity());
s.writeFloat(map.loadFactor());
// Write out size
s.writeInt(map.size());
// Write out all elements in the proper order.
for (E e : map.keySet())
s.writeObject(e);
}
//從輸入流中讀取對象
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();
// Read in HashMap capacity and load factor and create backing HashMap
int capacity = s.readInt();
float loadFactor = s.readFloat();
map = (((HashSet)this) instanceof LinkedHashSet ?
new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
// Read in size
int size = s.readInt();
// Read in all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
E e = (E) s.readObject();
map.put(e, PRESENT);
}
}
}
總結
HashSet的底層通過HashMap實現的，而HashMap在1.7之前使用的是數組+鏈表實現，在1.8+使用的數組+鏈表+紅黑樹實現。其實也可以這樣理解，HashSet的底層實現和HashMap使用的是相同的方式，因為Map是無序的，因此HashSet也無法保證順序。HashSet的方法也是借助HashMap的方法來實現的。
少年聽雨歌樓上，紅燭昏羅帳。
壯年聽雨客舟中，江闊云低，斷雁叫西風。
感謝支持！
---起個名忒難
