JDK源码分析-HashSet

概述

HashSet是Java集合框架中非常重要的一个类，它实现了Set接口，不允许出现重复元素，并且元素是无序的。HashSet的底层实现主要依赖于HashMap，通过HashMap来存储元素。如果想要了解HashMap，可以查看后续文章。

类图

从以上类图可以看到，HashSet实现了三个接口，继承了一个抽象类：

• Serializable接口，表示HashSet支持序列化功能
• Cloneable接口，表示HashSet支持克隆
• Set接口，主要提供了添加、删除、遍历等功能
• AbstractSet抽象类，主要提供元素对比、删除等操作

源码解读

成员变量

// 底层依赖HashMap，用于存储数据
private transient HashMap<E,Object> map;  
// PRESENT是一个静态常量对象，用于作为HashMap的value
// 因为HashSet只关心key（即HashSet中的元素），不关心value，所以这里使用了一个统一的占位符对象
// Dummy value to associate with an Object in the HashMap
private static final Object PRESENT = new Object();

构造方法

HashSet 中提供了四种构造方案：

• public HashSet()默认构造函数
• public HashSet(Collection<? extends E> c)创建一个包含集合c中所有元素的hashSet集合
• public HashSet(int initialCapacity)创建一个自定义的初始容量和默认的负载因子0.75的hashSet集合
• public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)创建一个自定义的初始容量和负载因子的hashSet集合

添加元素

HashSet的添加元素操作是通过调用HashMap的put方法实现的。由于HashSet只关心key，所以value统一使用PRESENT。

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

这里需要注意的是，HashMap的put方法会返回旧值，如果key不存在则返回null。因此，当HashSet添加一个新元素时，如果put方法返回null，说明元素添加成功；如果返回非null值，说明元素已经存在，添加失败。 

删除元素

HashSet的删除元素操作是通过调用HashMap的remove方法实现的。

public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}

同样地，HashMap的remove方法会返回被删除元素的旧值。如果HashSet成功删除了一个元素，那么remove方法应该返回PRESENT；否则返回null。

其他操作

HashSet还提供了其他操作，如判断元素是否存在（contains方法）、获取元素数量（size方法）、清空集合（clear方法）等，这些操作都是直接调用底层HashMap的相应方法实现的。

总结

HashSet的底层实现主要依赖于HashMap。HashSet通过HashMap来存储元素，并利用HashMap的特性实现了不重复和无序的要求。