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上節介紹了HashMap，提到了Set介面，Map介面的兩個方法keySet和entrySet返回的都是Set，本節，我們來看Set介面的一個重要實現類HashSet。
與HashMap類似，字面上看，HashSet由兩個單片語成，Hash和Set，Set表示介面，實現Set介面也有多種方式，各有特點，HashSet實現的方式利用了Hash。
下面，我們先來看HashSet的用法，然後看實現原理，最後我們總結分析下HashSet的特點。
用法
Set介面
Set表示的是沒有重複元素、且不保證順序的容器介面，它擴充套件了Collection，但沒有定義任何新的方法，不過，對於其中的一些方法，它有自己的規範。
Set介面的完整定義為：
public interface Set<E> extends Collection<E> {
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
Object[] toArray();
<T> T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean retainAll(Collection<?> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
}
複製程式碼與Collection介面中定義的方法是一樣的，不過，一些方法有一些不同的規範要求。
新增元素
boolean add(E e);
複製程式碼如果集合中已經存在相同元素了，則不會改變集合，直接返回false，只有不存在時，才會新增，並返回true。
批量新增
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
複製程式碼重複的元素不新增，不重複的新增，如果集合有變化，返回true，沒變化返回false。
迭代器
Iterator<E> iterator();
複製程式碼迭代遍歷時，不要求元素之間有特別的順序。HashSet的實現就是沒有順序，但有的Set實現可能會有特定的順序，比如TreeSet，我們後續章節介紹。
HashSet
與HashMap類似，HashSet的構造方法有：
public HashSet()
public HashSet(int initialCapacity)
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)
public HashSet(Collection<? extends E> c)
複製程式碼initialCapacity和loadFactor的含義與HashMap中的是一樣的，待會我們再細看。
HashSet的使用也很簡單，比如：
Set<String> set = new HashSet<String>();
set.add("hello");
set.add("world");
set.addAll(Arrays.asList(new String[]{"hello","老馬"}));
for(String s : set){
System.out.print(s+" ");
}
複製程式碼輸出為：
hello 老馬 world
複製程式碼“hello”被新增了兩次，但只會儲存一份，輸出也沒有什麼特別的順序。
hashCode與equals
與HashMap類似，HashSet要求元素重寫hashCode和equals方法，且對兩個物件，equals相同，則hashCode也必須相同，如果元素是自定義的類，需要注意這一點。
比如說，有一個表示規格的類Spec，有大小和顏色兩個屬性：
class Spec {
String size;
String color;
public Spec(String size, String color) {
this.size = size;
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
return "[size=" + size + ", color=" + color + "]";
}
}
複製程式碼看一個Spec的Set：
Set<Spec> set = new HashSet<Spec>();
set.add(new Spec("M","red"));
set.add(new Spec("M","red"));
System.out.println(set);
複製程式碼輸出為：
[[size=M, color=red], [size=M, color=red]]
複製程式碼同一個規格輸出了兩次，為避免這一點，需要為Spec重寫hashCode和equals方法，利用IDE開發工具往往可以自動生成這兩個方法，比如Eclipse中，可以通過”Source”->”Generate hashCode() and equals() …”，我們就不贅述了。
應用場景
HashSet有很多應用場景，比如說：
- 排重，如果對排重後的元素沒有順序要求，則HashSet可以方便的用於排重。
- 儲存特殊值，Set可以用於儲存各種特殊值，程式處理使用者請求或資料記錄時，根據是否為特殊值，進行特殊處理，比如儲存IP地址的黑名單或白名單。
- 集合運算，使用Set可以方便的進行數學集合中的運算，如交集、並集等運算，這些運算有一些很現實的意義。比如使用者標籤計算，每個使用者都有一些標籤，兩個使用者的標籤交集就表示他們的共同特徵，交集大小除以並集大小可以表示他們的相似長度。
實現原理
內部組成
HashSet內部是用HashMap實現的，它內部有一個HashMap例項變數，如下所示：
private transient HashMap<E,Object> map;
複製程式碼我們知道，Map有鍵和值，HashSet相當於只有鍵，值都是相同的固定值，這個值的定義為：
private static final Object PRESENT = new Object();
複製程式碼理解了這個內部組成，它的實現方法也就比較容易理解了，我們來看下程式碼。
構造方法
HashSet的構造方法，主要就是呼叫了對應的HashMap的構造方法，比如：
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
複製程式碼接受Collection引數的構造方法稍微不一樣，程式碼為：
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
複製程式碼也很容易理解，c.size()/.75f用於計算initialCapacity，0.75f是loadFactor的預設值。
新增元素
我們看add方法的程式碼：
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
複製程式碼就是呼叫map的put方法，元素e用於鍵，值就是那個固定值PRESENT，put返回null表示原來沒有對應的鍵，新增成功了。HashMap中一個鍵只會儲存一份，所以重複新增HashMap不會變化。
檢查是否包含元素
程式碼為：
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
複製程式碼就是檢查map中是否包含對應的鍵。
刪除元素
程式碼為：
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
複製程式碼就是呼叫map的remove方法，返回值為PRESENT表示原來有對應的鍵且刪除成功了。
迭代器
程式碼為：
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
複製程式碼就是返回map的keySet的迭代器。
HashSet特點分析
HashSet實現了Set介面，內部是通過HashMap實現的，這決定了它有如下特點：
- 沒有重複元素
- 可以高效的新增、刪除元素、判斷元素是否存在，效率都為O(1)。
- 沒有順序
如果需求正好符合這些特點，那HashSet就是一個理想的選擇。
小結
本節介紹了HashSet的用法和實現原理，它實現了Set介面，不含重複元素，內部實現利用了HashMap，可以方便高效地實現如去重、集合運算等功能。
同HashMap一樣，HashSet沒有順序，如果要保持新增的順序，可以使用HashSet的一個子類LinkedHashSet。Set還有一個重要的實現類，TreeSet，它可以排序。這兩個類，我們留待後續章節介紹。
HashMap和HashSet的共同實現機制是雜湊表，Map和Set還有一個重要的共同實現機制，樹，實現類分別是TreeMap和TreeSet，讓我們在接下來的兩節中探討。
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