说一下 HashSet 的实现原理?

2020-07-22 09:37发布

2条回答
小狮子
2楼 · 2020-07-22 09:52

HashSet的实现:
果不2113,则添加到该数组索引对应的链52614102
Set的实现类的集合对象中不能够有重复1653元素,HashSet也一样他是使用了一种标识来确定元素的不重复,HashSet用一种算法来保证HashSet中的元素是不重复的,  
HashSet采用哈希算法,底层用数组存储数据。默认初始化容量16,加载因子0.75
Object类中的hashCode()的方法是所有子类都会继承这个方法,这个方法会用Hash算法算出一个Hash(哈希)码值返回,HashSet会用Hash码值去和数组长度取模,
模(这个模就是对象要存放在数组中的位置)相同时才会判断数组中的元素和要加入的对象的内容是否相同,如果不同才会添加进去。
Hash算法是一种散列算法。
Set
hs=new
HashSet();
hs.add(o);
|
o.hashCode();
|
o%当前总容量
(0--15)
|
|                
不发生冲突
是否发生冲突-----------------直接存放
|
|
发生冲突
|                
假(不相等)
o1.equals(o2)-------------------找一个空位添加
|
|
是(相等)
不添加
源码:
public class HashSet  
extends AbstractSet  
implements Set, Cloneable, java.io.Serializable  
{  
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;  
// 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。  
private transient HashMap map;  
// 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。  
private static final Object PRESENT = new Object();  
/**
* 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。
*  
* 实际底层会初始化一个空的HashMap,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。
*/  
public HashSet() {  
map = new HashMap();  
}  
/**
* 构造一个包含指定collection中的元素的新set。
*
* 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定
* collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。
* @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。
*/  
public HashSet(Collection c) {  
map = new HashMap(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
addAll(c);  
}  
/**
* 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
*
* 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加载因子。
*/  
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
map = new HashMap(initialCapacity, loadFactor);  
}  
/**
* 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。
*
* 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。
* @param initialCapacity 初始容量。
*/  
public HashSet(int initialCapacity) {  
map = new HashMap(initialCapacity);  
}  
/**
* 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。
* 此构造函数为包访问权限,不对外公开,实际只是是对LinkedHashSet的支持。
*
* 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加载因子。
* @param dummy 标记。
*/  
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
map = new LinkedHashMap(initialCapacity, loadFactor);  
}  
/**
* 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。
*  
* 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。
* 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上,
* value使用一个static final的Object对象标识。
* @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。
*/  
public Iterator iterator() {  
return map.keySet().iterator();  
}  
/**
* 返回此set中的元素的数量(set的容量)。
*
* 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。
* @return 此set中的元素的数量(set的容量)。
*/  
public int size() {  
return map.size();  
}  
/**
* 如果此set不包含任何元素,则返回true。
*
* 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。
* @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。
*/  
public boolean isEmpty() {  
return map.isEmpty();  
}  
/**
* 如果此set包含指定元素,则返回true。
* 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))
* 的e元素时,返回true。
*
* 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。
* @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。
* @return 如果此set包含指定元素,则返回true。
*/  
public boolean contains(Object o) {  
return map.containsKey(o);  
}  
/**
* 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。
* 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
* 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。
* 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。
*
* 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。
* 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key
* 与集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true),
* 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value,但key不会有任何改变,
* 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时,新添加的集合元素将不会被放入HashMap中,
* 原来的元素也不会有任何改变,这也就满足了Set中元素不重复的特性。
* @param e 将添加到此set中的元素。
* @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。
*/  
public boolean add(E e) {  
return map.put(e, PRESENT)==null;  
}  
/**
* 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。
* 更确切地讲,如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e,
* 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true
* (或者:如果此set因调用而发生更改,则返回true)。(一旦调用返回,则此set不再包含该元素)。
*
* 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。
* @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。
* @return 如果set包含指定元素,则返回true。
*/  
public boolean remove(Object o) {  
return map.remove(o)==PRESENT;  
}  
/**
* 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。
*
* 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
*/  
public void clear() {  
map.clear();  
}  
/**
* 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。
*
* 底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到HashSet中。
*/  
public Object clone() {  
try {  
HashSet newSet = (HashSet) super.clone();  
newSet.map = (HashMap) map.clone();  
return newSet;  
} catch (CloneNotSupportedException e) {  
throw new InternalError();  
}  
}  
}

收货啦官方账号
3楼 · 2020-07-22 15:09

首先,我们需要知道它是Set的一个实现,所以保证了当中没有重复的元素。

一方面Set中最重要的一个操作就是查找。而且通常我们会选择


HashSet来实现,因为它专门对快速查找进行了优化。

HashSet使用的是散列函数,那么它当中的元素也就无序可寻。当中是允许元素为null的。


先对实现原理进行一个总结:

(1)基于HashMap实现的,默认构造函数是构建一个初始容量为16,负载因子为0.75 的HashMap。封装了一个 HashMap 对象来存储所有的集合元素,所有放入 HashSet 中的集合元素实际上由 HashMap 的 key 来保存,而 HashMap 的 value 则存储了一个 PRESENT,它是一个静态的 Object 对象。


(2)当我们试图把某个类的对象当成 HashMap的 key,或试图将这个类的对象放入 HashSet 中保存时,重写该类的equals(Object obj)方法和 hashCode() 方法很重要,而且这两个方法的返回值必须保持一致:当该类的两个的 hashCode() 返回值相同时,它们通过 equals() 方法比较也应该返回 true。通常来说,所有参与计算 hashCode() 返回值的关键属性,都应该用于作为 equals() 比较的标准。


(3)HashSet的其他操作都是基于HashMap的。


在这,为大家讲解HashSet 的实现原理:

它是基于HashMap实现的,HashSet底层使用HashMap来保存所有元素,因此HashSet 的实现比较简单,相关HashSet的操作,基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成, HashSet的源代码如下:

import java.util.AbstractSet;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Set;

import javax.swing.text.html.HTMLDocument.Iterator;

public class HashSet  
          extends AbstractSet  
          implements Set, Cloneable, java.io.Serializable  
{  
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;  

// 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。  
private transient HashMap map;  
  
// 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。  
private static final Object PRESENT = new Object();  

 
//  默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。 
//   
//  实际底层会初始化一个空的HashMap,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。 
  
public HashSet() {  
map = new HashMap();  
}  

 
//  构造一个包含指定collection中的元素的新set。 
//  
//  实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定 
//  collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。 
//  @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。 
 
public HashSet(Collection c) {  
map = new HashMap(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
addAll(c);  
}  

 
//  以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。 
//  
//  实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。 
// @param initialCapacity 初始容量。 
//  @param loadFactor 加载因子。 
   
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
map = new HashMap(initialCapacity, loadFactor);  
}  

 
//  以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。 
//  
//  实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。 
//  @param initialCapacity 初始容量。 
 
public HashSet(int initialCapacity) {  
map = new HashMap(initialCapacity);  
}  


//  以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 
//  此构造函数为包访问权限,不对外公开,实际只是是对LinkedHashSet的支持。 
//  
//  实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。 
//  @param initialCapacity 初始容量。 
//  @param loadFactor 加载因子。 
//  @param dummy 标记。 
   
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
map = new LinkedHashMap(initialCapacity, loadFactor);  
}  

 
//  返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。 
//  
// 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。 
//  可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上, 
//  value使用一个static final的Object对象标识。 
//  @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。 

 public Iterator iterator() {  
     return map.keySet().iterator();  

}  
 
// 返回此set中的元素的数量(set的容量)。 
//  
//  底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。 
//  @return 此set中的元素的数量(set的容量)。 
  
public int size() {  
return map.size();  
}  

 
//  如果此set不包含任何元素,则返回true。 
//  
//  底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。 
//  @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。 
 
public boolean isEmpty() {  
return map.isEmpty();  
}  

 
//  如果此set包含指定元素,则返回true。 
//  更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 
//  的e元素时,返回true。 
// 
//  底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。 
// @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。 
// @return 如果此set包含指定元素,则返回true。 
  
public boolean contains(Object o) {  
return map.containsKey(o);  
}  


// 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。 
// 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 
// 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。 
// 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。 
// 
// 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。 
// 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key 
//与集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true), 
//新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value,但key不会有任何改变, 
//  因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时,新添加的集合元素将不会被放入HashMap中, 
//  原来的元素也不会有任何改变,这也就满足了Set中元素不重复的特性。 
//  @param e 将添加到此set中的元素。 
//  @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。 
 
public boolean add(E e) {  
       return map.put(e, PRESENT)==null;  
}  

//  如果指定元素存在于此set中,则将其移除。 
//  更确切地讲,如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e, 
//  则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true 
// (或者:如果此set因调用而发生更改,则返回true)。(一旦调用返回,则此set不再包含该元素)。 
//  
//  底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。 
//  @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。 
//  @return 如果set包含指定元素,则返回true。 
 
public boolean remove(Object o) {  
return map.remove(o)==PRESENT;  
}  

 
//  从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。 
//  
//  底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 
 
public void clear() {  
map.clear();  
}  
 
//  返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。 

//  底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到HashSet中。 
 
public Object clone() {  
    try {  
        HashSet newSet = (HashSet) super.clone();  
        newSet.map = (HashMap) map.clone();  
        return newSet;  
    } catch (CloneNotSupportedException e) {  
        throw new InternalError();  
    }


相关问题推荐

  • 回答 2

    Statement的execute(String query)方法用来执行任意的SQL查询,如果查询的结果是一个ResultSet,这个方法就返回true。如果结果不是ResultSet,比如insert或者update查询,它就会返回false。我们可以通过它的getResultSet方法来获取ResultSet,或者通过getUpda...

  • 回答 22

    忙的时候项目期肯定要加班 但是每天加班应该还不至于

  • 回答 108
    已采纳

    虽然Java人才越来越多,但是人才缺口也是很大的,我国对JAVA工程师的需求是所有软件工程师当中需求大的,达到全部需求量的60%-70%,所以Java市场在短时间内不可能饱和。其次,Java市场不断变化,人才需求也会不断增加。马云说过,未来的制造业要的不是石油,...

  • 回答 5
    已采纳

    工信部证书含金量较高。工信部是国务院的下属结构,具有发放资质、证书的资格。其所发放的证书具有较强的权威性,在全国范围内收到认可,含金量通常都比较高。 工信部证书,其含义也就是工信部颁发并承认的某项技能证书,是具有法律效力的,并且是国家认可的...

  • 回答 70
    已采纳

    学Java好不好找工作?看学完Java后能做些什么吧。一、大数据技术Hadoop以及其他大数据处理技术都是用Java或者其他,例如Apache的基于Java 的 HBase和Accumulo以及ElasticSearchas。但是Java在此领域并未占太大空间,但只要Hadoop和ElasticSearchas能够成长壮...

  • 回答 16
    已采纳

    就是java的基础知识啊,比如Java 集合框架;Java 多线程;线程的五种状态;Java 虚拟机;MySQL (InnoDB);Spring 相关;计算机网络;MQ 消息队列诸如此类

  • 回答 12

    #{}和${}这两个语法是为了动态传递参数而存在的,是Mybatis实现动态SQL的基础,总体上他们的作用是一致的(为了动态传参),但是在编译过程、是否自动加单引号、安全性、使用场景等方面有很多不同,下面详细比较两者间的区别:1.#{} 是 占位符 :动态解析 ...

  • 回答 62

    没问题的,专科学历也能学习Java开发的,主要看自己感不感兴趣,只要认真学,市面上的培训机构不少都是零基础课程,能跟得上,或是自己先找些资料学习一下。

  • 回答 4

    1、反射对单例模式的破坏采用反射的方式另辟蹊径实例了该类,导致程序中会存在不止一个实例。解决方案其思想就是采用一个全局变量,来标记是否已经实例化过了,如果已经实例化过了,第 二次实例化的时候,抛出异常2、clone()对单例模式的破坏当需要实现单例的...

  • 回答 5

     优点: 一、实例控制  单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本,从而确保所有对象都访问唯一实例。 二、灵活性  因为类控制了实例化过程,所以类可以灵活更改实例化过程。 缺点: 一、开销  虽然数量很少,但如果每次对象请求引用时都要...

  • 回答 4

    这个主要是看你数组的长度是多少, 比如之前写过的一个程序有个数组存的是各个客户端的ip地址:string clientIp[4]={XXX, xxx, xxx, xxx};这个时候如果想把hash值对应到上面四个地址的话,就应该对4取余,这个时候p就应该为4...

  • 回答 6

     哈希表的大小 · 关键字的分布情况 · 记录的查找频率 1.直接寻址法:取关键字或关键字的某个线性函数值为散列地址。即H(key)=key或H(key) = a·key + b,其中a和b为常数(这种散列函数叫做自身函数)。...

  • 回答 6

    哈希表的大小取决于一组质数,原因是在hash函数中,你要用这些质数来做模运算(%)。而分析发现,如果不是用质数来做模运算的话,很多生活中的数据分布,会集中在某些点上。所以这里最后采用了质数做模的除数。 因为用质数做了模的除数,自然存储空间的大小也用质数了...

  • 回答 2

    是啊,哈希函数的设计至关重要,好的哈希函数会尽可能地保证计算简单和散列地址分布均匀,但是,我们需要清楚的是,数组是一块连续的固定长度的内存空间

  • 回答 3

     解码查表优化算法,seo优化

  • 回答 5

    1.对对象元素中的关键字(对象中的特有数据),进行哈希算法的运算,并得出一个具体的算法值,这个值 称为哈希值。2.哈希值就是这个元素的位置。3.如果哈希值出现冲突,再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同,就不存储,因为元素重复。如果对象不同,就...

没有解决我的问题,去提问