今天来介绍下HashSet。前面，我们已经系统的对List和Map进行了学习。接下来，我们开始可以学习Set。相信经过Map的了解之后，学习Set会容易很多。毕竟，Set的实现类都是基于Map来实现的(HashSet是通过HashMap实现的)。
构造图如下:
蓝色线条：继承
绿色线条：接口实现
正文
对于HashSet而言，它是基于HashMap来实现的，底层采用HashMap来保存元素。所以如果对HashMap比较熟悉，那么HashSet是so easy!!
HashSet简介
HashSet定义
public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
HashSet 是一个 没有重复元素的集合 。
它是由HashMap实现的， 不保证元素的顺序 ，而且 HashSet允许使用 null 元素 。
HashSet是 非同步的 。如果多个线程同时访问一个哈希 set，而其中至少一个线程修改了该 set，那么它必须 保持外部同步。这通常是通过对自然封装该 set 的对象执行同步操作来完成的。如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedSet 方法来“包装” set。最好在创建时完成这一操作，以防止对该 set 进行意外的不同步访问：
Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));
HashSet通过iterator()返回的 迭代器是fail-fast的。
HashSet属性
// 底层使用HashMap来保存HashSet的元素 private transient HashMap<E,Object> map; // Dummy value to associate with an Object in the backing Map // 由于Set只使用到了HashMap的key，所以此处定义一个静态的常量Object类，来充当HashMap的value private static final Object PRESENT = new Object();
看到这里就明白了，和我们前面说的一样，HashSet是用HashMap来保存数据，而主要使用到的就是HashMap的key。
看到 private static final Object PRESENT = new Object();不知道你有没有一点疑问呢。这里使用一个静态的常量Object类来充当HashMap的value，既然这里map的value是没有意义的，为什么不直接使用null值来充当value呢？比如写成这样子 private final Object PRESENT = null ;我们都知道的是，Java首先将变量PRESENT分配在栈空间，而将new出来的Object分配到堆空间，这里的new Object()是占用堆内存的（一个空的Object对象占用8byte），而null值我们知道，是不会在堆空间分配内存的。那么想一想这里为什么不使用null值。想到什么吗，看一个异常类 java.lang.NullPointerException ， 噢买尬，这绝对是Java程序员的一个噩梦，这是所有Java程序猿都会遇到的一个异常，你看到这个异常你以为很好解决，但是有些时候也不是那么容易解决，Java号称没有指针，但是处处碰到NullPointerException。所以啊，为了从根源上避免NullPointerException的出现，浪费8个byte又怎么样，在下面的代码中我再也不会写这样的代码啦if (xxx == null) { … } else {….}，好爽。
HashSet构造函数
/** * 使用HashMap的默认容量大小16和默认加载因子0.75初始化map，构造一个HashSet */ public HashSet() { map = new HashMap<E,Object>(); }
/** * 构造一个指定Collection参数的HashSet，这里不仅仅是Set，只要实现Collection接口的容器都可以 */ public HashSet(Collection<? extends E> c) { map = new HashMap<E,Object>(Math. max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); // 使用Collection实现的Iterator迭代器，将集合c的元素一个个加入HashSet中 addAll(c); }
/** * 使用指定的初始容量大小和加载因子初始化map，构造一个HashSet */ public HashSet( int initialCapacity, float loadFactor) { map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); }
/** * 使用指定的初始容量大小和默认的加载因子0.75初始化map，构造一个HashSet */ public HashSet( int initialCapacity) { map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity); }
/** * 不对外公开的一个构造方法（默认default修饰），底层构造的是LinkedHashMap，dummy只是一个标示参数，无具体意义 */ HashSet( int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);}
从构造方法可以很轻松的看出，HashSet的底层是一个HashMap，理解了HashMap后，这里没什么可说的。只有最后一个构造方法有写区别，这里构造的是LinkedHashMap，该方法不对外公开，实际上是提供给LinkedHashSet使用的，而第三个参数dummy是无意义的，只是为了区分其他构造方法。
API方法摘要
HashSet源码解析(基于JDK1.6.0_45)
增加和删除
/** * 利用HashMap的put方法实现add方法 */ public boolean add(E e) { return map .put(e, PRESENT)== null; }
/** * 利用HashMap的remove方法实现remove方法 */ public boolean remove(Object o) { return map .remove(o)==PRESENT; }
/** * 添加一个集合到HashSet中，该方法在AbstractCollection中 */ public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { boolean modified = false; // 取得集合c迭代器Iterator Iterator<? extends E> e = c.iterator(); // 遍历迭代器 while (e.hasNext()) { // 将集合c的每个元素加入到HashSet中 if (add(e.next())) modified = true; } return modified; }
/** * 删除指定集合c中的所有元素，该方法在AbstractSet中 */ public boolean removeAll(Collection<?> c) { boolean modified = false;
// 判断当前HashSet元素个数和指定集合c的元素个数，目的是减少遍历次数 if (size() > c.size()) { // 如果当前HashSet元素多，则遍历集合c，将集合c中的元素一个个删除 for (Iterator<?> i = c.iterator(); i.hasNext(); ) modified |= remove(i.next()); } else { // 如果集合c元素多，则遍历当前HashSet，将集合c中包含的元素一个个删除 for (Iterator<?> i = iterator(); i.hasNext(); ) { if (c.contains(i.next())) { i.remove(); modified = true; } } } return modified;}
是否包含
/** * 利用HashMap的containsKey方法实现contains方法 */ public boolean contains(Object o) { return map .containsKey(o); }
/** * 检查是否包含指定集合中所有元素，该方法在AbstractCollection中 */ public boolean containsAll(Collection<?> c) { // 取得集合c的迭代器Iterator Iterator<?> e = c.iterator(); // 遍历迭代器，只要集合c中有一个元素不属于当前HashSet，则返回false while (e.hasNext()) if (!contains(e.next())) return false; return true;}
由于HashMap基于hash表实现，hash表实现的容器最重要的一点就是可以快速存取，那么HashSet对于contains方法，利用HashMap的containsKey方法，效率是非常之快的。在我看来，这个方法也是HashSet最核心的卖点方法之一。
容量检查
/** * Returns the number of elements in this set (its cardinality). * * @return the number of elements in this set (its cardinality) */ public int size() { return map .size(); }
/** * Returns <tt>true</tt> if this set contains no elements. * * @return <tt> true</tt> if this set contains no elements */ public boolean isEmpty() { return map .isEmpty(); }
HashSet遍历方式
通过Iterator遍历HashSet
第一步： 根据iterator()获取HashSet的迭代器。
第二步： 遍历迭代器获取各个元素 。
// 假设set是HashSet对象for(Iterator iterator = set.iterator(); iterator.hasNext(); ) { iterator.next();}
通过for-each遍历HashSet
第一步： 根据toArray()获取HashSet的元素集合对应的数组。
第二步： 遍历数组，获取各个元素。
// 假设set是HashSet对象，并且set中元素是String类型String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);for (String str:arr) System.out.printf("for each : %s\n", str);
HashSet示例
下面我们通过实例学习如何使用HashSet
import java.util.Iterator;import java.util.HashSet;
/* * @desc HashSet常用API的使用。 * * @author skywang */public class HashSetTest { public static void main(String[] args) { // HashSet常用API testHashSetAPIs() ; } /* * HashSet除了iterator()和add()之外的其它常用API */ private static void testHashSetAPIs() { // 新建HashSet HashSet set = new HashSet(); // 将元素添加到Set中 set.add("a"); set.add("b"); set.add("c"); set.add("d"); set.add("e"); // 打印HashSet的实际大小 System.out.printf("size : %d\n", set.size()); // 判断HashSet是否包含某个值 System.out.printf("HashSet contains a :%s\n", set.contains("a")); System.out.printf("HashSet contains g :%s\n", set.contains("g")); // 删除HashSet中的“e” set.remove("e"); // 将Set转换为数组 String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]); for (String str:arr) System.out.printf("for each : %s\n", str); // 新建一个包含b、c、f的HashSet HashSet otherset = new HashSet(); otherset.add("b"); otherset.add("c"); otherset.add("f"); // 克隆一个removeset，内容和set一模一样 HashSet removeset = (HashSet)set.clone(); // 删除“removeset中，属于otherSet的元素” removeset.removeAll(otherset); // 打印removeset System.out.printf("removeset : %s\n", removeset); // 克隆一个retainset，内容和set一模一样 HashSet retainset = (HashSet)set.clone(); // 保留“retainset中，属于otherSet的元素” retainset.retainAll(otherset); // 打印retainset System.out.printf("retainset : %s\n", retainset); // 遍历HashSet for(Iterator iterator = set.iterator();iterator.hasNext();) System.out.printf("iterator : %s\n", iterator.next()); // 清空HashSet set.clear(); // 输出HashSet是否为空 System.out.printf("%s\n", set.isEmpty()?"set is empty":"set is not empty"); }
}
运行结果：
size : 5HashSet contains a :trueHashSet contains g :falsefor each : dfor each : bfor each : cfor each : aremoveset : [d, a]retainset : [b, c]iterator : diterator : biterator : citerator : aset is empty
总结
HashSet和HashMap、Hashtable的区别
参考
该文为本人学习的笔记，方便以后自己跳槽前复习。参考网上各大帖子，取其精华整合自己的理解而成。集合框架源码面试经常会问，所以解读源码十分必要,希望对你有用。
Java 集合系列16之 HashSet详细介绍(源码解析)和使用示例
给jdk写注释系列之jdk1.6容器(6)-HashSet源码解析&Map迭代器
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