java集合類源碼分析之Set詳解
Set集合與List一樣，都是繼承自Collection接口，常用的實(shí)現(xiàn)類有HashSet和TreeSet。值得注意的是，HashSet是通過HashMap來實(shí)現(xiàn)的而TreeSet是通過TreeMap來實(shí)現(xiàn)的，所以HashSet和TreeSet都沒有自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具體可以歸納如下：
•Set集合中的元素不能重復(fù)，即元素唯一
•HashSet按元素的哈希值存儲(chǔ)，所以是無序的，并且最多允許一個(gè)null對象
•TreeSet按元素的大小存儲(chǔ)，所以是有序的，并且不允許null對象
•Set集合沒有g(shù)et方法，所以只能通過迭代器（Iterator）來遍歷元素，不能隨機(jī)訪問
1.HashSet
下面給出HashSet的部分源碼，以理解它的實(shí)現(xiàn)方式。
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; private transient HashMap<E,Object> map; // Dummy value to associate with an Object in the backing Map private static final Object PRESENT = new Object();
觀察源碼，我們知道HashSet的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在HashMap的實(shí)例對象map中的，并且對應(yīng)于map中的key，而Object類型的引用PRESENT則是對應(yīng)于map中的value的一個(gè)虛擬值，沒有實(shí)際意義。聯(lián)想到HashMap的一些特性：無序存儲(chǔ)、key值唯一等等，我們就可以很自然地理解Set集合元素不能重復(fù)以及HashSet無序存儲(chǔ)的特性了。
下面從源代碼的角度來理解HashSet的基本用法：
•構(gòu)造器（四種）
1.HashSet() 空的構(gòu)造器，初始化一個(gè)空的HashMap
2.HashSet(Collection<? extends E> c) 傳入一個(gè)子集c，用于初始化HashMap
3.HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) 初始化一個(gè)空的HashMap，并指定初始容量和加載因子
4.HashSet(int initialCapacity) 初始化一個(gè)空的HashMap，并指定初始容量
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
•插入元素
1.add(E e) 插入指定元素（調(diào)用HashMap的put方法實(shí)現(xiàn)）
Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
hashSet.add("D");
hashSet.add("B");
hashSet.add("C");
hashSet.add("A");
•查找元素
1.contains(Object o) 判斷集合中是否包含指定的元素（調(diào)用HashMap的containsKey方法實(shí)現(xiàn)）
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
2.由于HashSet的實(shí)現(xiàn)類中沒有g(shù)et方法，所以只能通過迭代器依次遍歷，而不能隨機(jī)訪問（調(diào)用HashMap中keySet的迭代器實(shí)現(xiàn)）
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
應(yīng)用示例：
Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
hashSet.add("D");
hashSet.add("B");
hashSet.add("C");
hashSet.add("A");
for (Iterator iterator = hashSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
String string = (String) iterator.next();
System.out.print(string+" ");
}//D A B C
•修改元素
由于HashMap中的key值不能修改，所以HashSet不能進(jìn)行修改元素的操作
•刪除元素
1.remove(Object o) 刪除指定元素（調(diào)用HashMap中的remove方法實(shí)現(xiàn)，返回值為true或者false）
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
2.clear() 清空元素（調(diào)用HashMap中的clear方法實(shí)現(xiàn)，沒有返回值）
public void clear() {
map.clear();
}
2.TreeSet
TreeSet是SortedSet接口的唯一實(shí)現(xiàn)類。前面說過，TreeSet沒有自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而是通過TreeMap實(shí)現(xiàn)的，所以TreeSet也是基于紅黑二叉樹的一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，所以TreeSet不允許null對象，并且是有序存儲(chǔ)的（默認(rèn)升序）。
private transient NavigableMap<E,Object> m; // Dummy value to associate with an Object in the backing Map private static final Object PRESENT = new Object();
上述源代碼中的NavigableMap是繼承自SrotedMap的一個(gè)接口，其實(shí)現(xiàn)類為TreeMap，因此TreeSet中的數(shù)據(jù)是通過TreeMap來存儲(chǔ)的，此處的PRESENT也是沒有實(shí)際意義的虛擬值。
下面從源代碼的角度來理解HashSet的基本用法：
•構(gòu)造器（四種）
1.TreeSet() 空的構(gòu)造器，初始化一個(gè)空的TreeMap，默認(rèn)升序排列
2.TreeSet(Comparator<? super E> comparator) 傳入一個(gè)自定義的比較器，常常用于實(shí)現(xiàn)降序排列
3.TreeSet(Collection<? extends E> c) 傳入一個(gè)子集c，用于初始化TreeMap對象，默認(rèn)升序
4.TreeSet(SortedSet<E> s) 傳入一個(gè)有序的子集s，用于初始化TreeMap對象，采用子集的比較器
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}
public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}
應(yīng)用示例
//自定義一個(gè)比較器，實(shí)現(xiàn)降序排列
Set<Integer> treeSet = new TreeSet<Integer>(new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
// return 0; //默認(rèn)升序
return o2.compareTo(o1);//降序
}
});
treeSet.add(200);
treeSet.add(120);
treeSet.add(150);
treeSet.add(110);
for (Iterator iterator = treeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
} //200 150 120 110
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(300);
list.add(120);
list.add(100);
list.add(150);
System.out.println(list); //[300, 120, 100, 150]
//傳入一個(gè)子集，默認(rèn)升序排列
TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<Integer>(list);
for (Iterator iterator = treeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
}//100 120 150 300
/*
* 傳入一個(gè)有序的子集，采用子集的比較器
* 注意子集的類型必須是SortedSet及其子類或者實(shí)現(xiàn)類，否則將采用默認(rèn)的比較器
* 所以此處subSet的類型也可以是TreeSet。
*/
SortedSet<Integer> subSet = new TreeSet<Integer>(new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
// return 0; //默認(rèn)升序
return o2.compareTo(o1);//降序
}
});
subSet.add(200);
subSet.add(120);
subSet.add(150);
subSet.add(110);
for (Iterator iterator = subSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
} //200 150 120 110
System.out.println();
Set<Integer> treeSet = new TreeSet<Integer>(subSet);
for (Iterator iterator = treeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
}//200 150 120 110
System.out.println();
treeSet.add(500);
treeSet.add(100);
treeSet.add(105);
for (Iterator iterator = treeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
}//500 200 150 120 110 105 100
• 插入元素
1.add(E e) 插入指定的元素（調(diào)用TreeMap的put方法實(shí)現(xiàn)）
2.addAll(Collection<? extends E> c) 插入一個(gè)子集c
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(300);
list.add(120);
list.add(100);
list.add(150);
System.out.println(list); //[300, 120, 100, 150]
Set<Integer> treeSet = new TreeSet<Integer>();
//插入一個(gè)子集，默認(rèn)升序
treeSet.addAll(list);
for (Iterator iterator = treeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
}//100 120 150 300
•查找元素
1.contains(Object o) 判斷集合中是否包含指定對象（調(diào)用TreeMap的containsKey方法實(shí)現(xiàn)）
2.與HashSet一樣，TreeSet的實(shí)現(xiàn)類中沒有g(shù)et方法，所以只能通過迭代器依次遍歷，而不能隨機(jī)訪問（調(diào)用TreeMap中keySet的迭代器實(shí)現(xiàn)）。
•修改元素
TreeSet不能進(jìn)行修改元素的操作，原因與HashSet一樣。
•刪除元素
1.remove(Object o) 刪除指定元素（調(diào)用TreeMap中的remove方法實(shí)現(xiàn)，返回true或者false）
public boolean remove(Object o) {
return m.remove(o)==PRESENT;
}
2.clear() 清空元素（調(diào)用TreeMap中的clear方法實(shí)現(xiàn)，無返回值）
public void clear() {
m.clear();
}
應(yīng)用示例：
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(300);
list.add(120);
list.add(100);
list.add(150);
System.out.println(list); //[300, 120, 100, 150]
Set<Integer> treeSet = new TreeSet<Integer>();
//插入一個(gè)子集，默認(rèn)升序
treeSet.addAll(list);
for (Iterator iterator = treeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
}//100 120 150 300
System.out.println(treeSet.remove(100));//true
for (Iterator iterator = treeSet.iterator(); iterator.hasNext();) {
Integer integer = (Integer) iterator.next();
System.out.print(integer+" ");
}//120 150 300
treeSet.clear();
System.out.println(treeSet.size());//0
至此，HashSet和TreeSet的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及基本用法介紹完畢。
以上這篇java集合類源碼分析之Set詳解就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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