Java中的HashSet詳解和使用示例_動力節(jié)點Java學(xué)院整理

更新時間：2017年05月10日 14:35:56 投稿：mrr

HashSet 是一個沒有重復(fù)元素的集合。接下來通過實例代碼給大家介紹java中的hashset相關(guān)知識，感興趣的朋友一起看看吧

第1部分 HashSet介紹

HashSet 簡介

HashSet 是一個沒有重復(fù)元素的集合。

它是由HashMap實現(xiàn)的，不保證元素的順序，而且HashSet允許使用 null 元素。

HashSet是非同步的。如果多個線程同時訪問一個哈希 set，而其中至少一個線程修改了該 set，那么它必須保持外部同步。這通常是通過對自然封裝該 set 的對象執(zhí)行同步操作來完成的。如果不存在這樣的對象，則應(yīng)該使用 Collections.synchronizedSet 方法來“包裝” set。最好在創(chuàng)建時完成這一操作，以防止對該 set 進行意外的不同步訪問：
Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));

HashSet通過iterator()返回的迭代器是fail-fast的。

HashSet的構(gòu)造函數(shù)

// 默認構(gòu)造函數(shù)
public HashSet() 
// 帶集合的構(gòu)造函數(shù)
public HashSet(Collection<? extends E> c) 
// 指定HashSet初始容量和加載因子的構(gòu)造函數(shù)
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) 
// 指定HashSet初始容量的構(gòu)造函數(shù)
public HashSet(int initialCapacity) 
// 指定HashSet初始容量和加載因子的構(gòu)造函數(shù),dummy沒有任何作用
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy)

HashSet的主要API

boolean   add(E object)
void   clear()
Object   clone()
boolean   contains(Object object)
boolean   isEmpty()
Iterator<E>  iterator()
boolean   remove(Object object)
int    size()

第2部分 HashSet數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

HashSet的繼承關(guān)系如下：

java.lang.Object
  java.util.AbstractCollection<E>
    java.util.AbstractSet<E>
     java.util.HashSet<E>
public class HashSet<E>
 extends AbstractSet<E>
 implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable { }

HashSet與Map關(guān)系如下圖：

從圖中可以看出：

(01) HashSet繼承于AbstractSet，并且實現(xiàn)了Set接口。

(02) HashSet的本質(zhì)是一個"沒有重復(fù)元素"的集合，它是通過HashMap實現(xiàn)的。HashSet中含有一個"HashMap類型的成員變量"map，HashSet的操作函數(shù)，實際上都是通過map實現(xiàn)的。

第3部分 HashSet源碼解析(基于JDK1.6.0_45)

為了更了解HashSet的原理，下面對HashSet源碼代碼作出分析。

 package java.util;
 public class HashSet<E>
  extends AbstractSet<E>
  implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
 {
  static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
   // HashSet是通過map(HashMap對象)保存內(nèi)容的
  private transient HashMap<E,Object> map;
  // PRESENT是向map中插入key-value對應(yīng)的value
  // 因為HashSet中只需要用到key，而HashMap是key-value鍵值對；
  // 所以，向map中添加鍵值對時，鍵值對的值固定是PRESENT
  private static final Object PRESENT = new Object();
  // 默認構(gòu)造函數(shù)
  public HashSet() {
   // 調(diào)用HashMap的默認構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建map
   map = new HashMap<E,Object>();
  }
  // 帶集合的構(gòu)造函數(shù)
  public HashSet(Collection<? extends E> c) {
   // 創(chuàng)建map。
   // 為什么要調(diào)用Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)，從 (c.size()/.75f) + 1 和 16 中選擇一個比較大的樹呢？  
   // 首先，說明(c.size()/.75f) + 1
   // 因為從HashMap的效率(時間成本和空間成本)考慮，HashMap的加載因子是0.75。
   // 當(dāng)HashMap的“閾值”(閾值=HashMap總的大小*加載因子) < “HashMap實際大小”時，
   // 就需要將HashMap的容量翻倍。
   // 所以，(c.size()/.75f) + 1 計算出來的正好是總的空間大小。
   // 接下來，說明為什么是 16 。
   // HashMap的總的大小，必須是2的指數(shù)倍。若創(chuàng)建HashMap時，指定的大小不是2的指數(shù)倍；
   // HashMap的構(gòu)造函數(shù)中也會重新計算，找出比“指定大小”大的最小的2的指數(shù)倍的數(shù)。
   // 所以，這里指定為16是從性能考慮。避免重復(fù)計算。
   map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
   // 將集合(c)中的全部元素添加到HashSet中
   addAll(c);
  }
  // 指定HashSet初始容量和加載因子的構(gòu)造函數(shù)
  public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
   map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
  }
  // 指定HashSet初始容量的構(gòu)造函數(shù)
  public HashSet(int initialCapacity) {
   map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
  }
  HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
   map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
  }
  // 返回HashSet的迭代器
  public Iterator<E> iterator() {
   // 實際上返回的是HashMap的“key集合的迭代器”
   return map.keySet().iterator();
  }
  public int size() {
   return map.size();
  }
  public boolean isEmpty() {
   return map.isEmpty();
  }
  public boolean contains(Object o) {
   return map.containsKey(o);
  }
  // 將元素(e)添加到HashSet中
  public boolean add(E e) {
   return map.put(e, PRESENT)==null;
  }
  // 刪除HashSet中的元素(o)
  public boolean remove(Object o) {
   return map.remove(o)==PRESENT;
  }
  public void clear() {
   map.clear();
  }
  // 克隆一個HashSet，并返回Object對象
  public Object clone() {
   try {
    HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
    newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
    return newSet;
   } catch (CloneNotSupportedException e) {
    throw new InternalError();
   }
  }
  // java.io.Serializable的寫入函數(shù)
  // 將HashSet的“總的容量，加載因子，實際容量，所有的元素”都寫入到輸出流中
  private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
   throws java.io.IOException {
   // Write out any hidden serialization magic
   s.defaultWriteObject();
   // Write out HashMap capacity and load factor
   s.writeInt(map.capacity());
   s.writeFloat(map.loadFactor());
   // Write out size
   s.writeInt(map.size());
   // Write out all elements in the proper order.
   for (Iterator i=map.keySet().iterator(); i.hasNext(); )
    s.writeObject(i.next());
  }
  // java.io.Serializable的讀取函數(shù)
  // 將HashSet的“總的容量，加載因子，實際容量，所有的元素”依次讀出
  private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
   throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
   // Read in any hidden serialization magic
   s.defaultReadObject();
   // Read in HashMap capacity and load factor and create backing HashMap
   int capacity = s.readInt();
   float loadFactor = s.readFloat();
   map = (((HashSet)this) instanceof LinkedHashSet ?
    new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
    new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
   // Read in size
   int size = s.readInt();
   // Read in all elements in the proper order.
   for (int i=; i<size; i++) {
    E e = (E) s.readObject();
    map.put(e, PRESENT);
   }
  }
 }

說明： HashSet的代碼實際上非常簡單，通過上面的注釋應(yīng)該很能夠看懂。它是通過HashMap實現(xiàn)的，若對HashSet的理解有困難，建議先學(xué)習(xí)以下HashMap；學(xué)完HashMap之后，在學(xué)習(xí)HashSet就非常容易了。

第4部分 HashSet遍歷方式

4.1 通過Iterator遍歷HashSet

第一步：根據(jù)iterator()獲取HashSet的迭代器。

第二步：遍歷迭代器獲取各個元素。

// 假設(shè)set是HashSet對象
for(Iterator iterator = set.iterator();
  iterator.hasNext(); ) { 
 iterator.next();
}

4.2 通過for-each遍歷HashSet

第一步：根據(jù)toArray()獲取HashSet的元素集合對應(yīng)的數(shù)組。

第二步：遍歷數(shù)組，獲取各個元素。

// 假設(shè)set是HashSet對象，并且set中元素是String類型
String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);
for (String str:arr)
 System.out.printf("for each : %s\n", str);

HashSet的遍歷測試程序如下：

 import java.util.Random;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.HashSet;
 /*
 * @desc 介紹HashSet遍歷方法
 *
 * 
 */
 public class HashSetIteratorTest {
  public static void main(String[] args) {
   // 新建HashSet
   HashSet set = new HashSet();
   // 添加元素 到HashSet中
   for (int i=; i<; i++)
    set.add(""+i);
   // 通過Iterator遍歷HashSet
   iteratorHashSet(set) ;
   // 通過for-each遍歷HashSet
   foreachHashSet(set);
  }
  /*
  * 通過Iterator遍歷HashSet。推薦方式
  */
  private static void iteratorHashSet(HashSet set) {
   for(Iterator iterator = set.iterator();
    iterator.hasNext(); ) {
    System.out.printf("iterator : %s\n", iterator.next());
   }
  }
  /*
  * 通過for-each遍歷HashSet。不推薦！此方法需要先將Set轉(zhuǎn)換為數(shù)組
  */
  private static void foreachHashSet(HashSet set) {
   String[] arr = (String[])set.toArray(new String[]);
   for (String str:arr)
    System.out.printf("for each : %s\n", str);
  }
 }

運行結(jié)果：

iterator : 3
iterator : 2
iterator : 1
iterator : 0
iterator : 4
for each : 3
for each : 2
for each : 1
for each : 0
for each : 4

第5部分 HashSet示例

下面我們通過實例學(xué)習(xí)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();
   // 將元素添加到Set中
   set.add("a");
   set.add("b");
   set.add("c");
   set.add("d");
   set.add("e");
   // 打印HashSet的實際大小
   System.out.printf("size : %d\n", set.size());
   // 判斷HashSet是否包含某個值
   System.out.printf("HashSet contains a :%s\n", set.contains("a"));
   System.out.printf("HashSet contains g :%s\n", set.contains("g"));
   // 刪除HashSet中的“e”
   set.remove("e");
   // 將Set轉(zhuǎn)換為數(shù)組
   String[] arr = (String[])set.toArray(new String[]);
   for (String str:arr)
    System.out.printf("for each : %s\n", str);
   // 新建一個包含b、c、f的HashSet
   HashSet otherset = new HashSet();
   otherset.add("b");
   otherset.add("c");
   otherset.add("f");
   // 克隆一個removeset，內(nèi)容和set一模一樣
   HashSet removeset = (HashSet)set.clone();
   // 刪除“removeset中，屬于otherSet的元素”
   removeset.removeAll(otherset);
   // 打印removeset
   System.out.printf("removeset : %s\n", removeset);
   // 克隆一個retainset，內(nèi)容和set一模一樣
   HashSet retainset = (HashSet)set.clone();
   // 保留“retainset中，屬于otherSet的元素”
   retainset.retainAll(otherset);
   // 打印retainset
   System.out.printf("retainset : %s\n", retainset);
   // 遍歷HashSet
   for(Iterator iterator = set.iterator();
    iterator.hasNext(); ) 
    System.out.printf("iterator : %s\n", iterator.next());
   // 清空HashSet
   set.clear();
   // 輸出HashSet是否為空
   System.out.printf("%s\n", set.isEmpty()?"set is empty":"set is not empty");
  }
 }

運行結(jié)果：

size : 5
HashSet contains a :true
HashSet contains g :false
for each : d
for each : b
for each : c
for each : a
removeset : [d, a]
retainset : [b, c]
iterator : d
iterator : b
iterator : c
iterator : a
set is empty

以上所述是小編給大家介紹的Java中的HashSet詳解和使用示例_動力節(jié)點Java學(xué)院整理，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！

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