java基礎：HashSet/LinkedHashSet/TreeSet — 原始碼分析

Hiway發表於2019-01-04
Java原始碼

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Set集合的底層都是使用相對應的Map。HashSet底層是HashMap,LinkedHashSet底層是使用LinkedHashMap，TreeSet底層是使用TreeMap。都相對簡單，所以就放在一篇文章裡講解了。只簡單講一下HashSet的原始碼，因為其他兩者大同小異。

HashSet

資料結構和基礎欄位

    private transient HashMap<E,Object> map;

    private static final Object PRESENT = new Object();
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顯而易見，hashSet的底層和方法就是使用hashmap。Set實現值不重複的原理就是在儲存值到底層hashmap裡的時候，儲存為key值，value值為常量PRESENT。具體可以看下面方法講解。

方法細節

構造方法

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }
    
    //自己初始化容量和載入因子的大小
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
    
    //初始化容量大小，載入因子用預設的
    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
    }
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簡單的構造方法，就不闡述了。

add方法

//這個方法就可以得知HashSet新增的元素是不能夠重複的，原因是什麼呢，set將每次新增的元素度是通過map中的key來儲存，當有
//相同的key時，也就是新增了相同的元素，那麼map會講value給覆蓋掉，而key還是原來的key，所以，這就是set不能夠重複的原因。這個方法的PRESENT可以看下面的註釋，
//返回值的式子的意思很好理解，map中增加元素是先通過key查詢有沒有相同的key值，如果有，則覆蓋value，返回oldValue。沒有
//，則建立一個新的entry，並且返回null值。如果key等於null，也會返回null值。所以return會有一個==null的判斷

    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
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remove方法

//set通過判斷刪除元素是否為常量PRESENT，來確定是否成功刪除
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

    //hashmap中的remove方法
    public V remove(Object key) {
        Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
        return (e == null ? null : e.value);
    }
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總結

  1. 元素沒有順序(現在知道為什麼沒有順序了把，因為底層用的是HashMap，HashMap本身中的元素度沒有順序，那麼HashSet更不可能有了)
  2. 元素不能重複，集合元素可以是null,但只能放入一個null(這個也很好理解了，因為HashSet中存放的元素，度是當作HashMap的key來使用，HashMap中key是不能相同的，所以HashSet的元素也不能重複了)  
  3. 非執行緒安全。
  4. HashSet使用成員物件來計算hashcode值，對於兩個物件來說hashcode可能相同，所以equals()方法用來判斷物件的相等性，如果兩個物件不同的話，那麼返回false。所以如果儲存自定義物件，需要重寫自定義物件的hashcode方法和equals方法。
  5. TreeSet可以確保集合元素處於排序狀態。TreeSet支援兩種排序方式，自然排序 和定製排序，其中自然排序為預設的排序方式。
  6. LinkedHashSet集合同樣是根據元素的hashCode值來決定元素的儲存位置，但是它同時使用連結串列維護元素的次序,當遍歷該集合時候，LinkedHashSet將會以元素的新增順序訪問集合的元素。LinkedHashSet建立的時候只會建立以插入順序排序的LinkedHashMap。

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