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Java中LinkedHashSet的源碼剖析

 更新時間:2023年09月05日 09:45:48   作者:昱晟168  
這篇文章主要介紹了Java中LinkedHashSet的源碼剖析,LinkedHashSet是HashSet的子類,LinkedHashSet底層是一個LinkedHashMap,底層維護了一個數(shù)組+雙向鏈表,需要的朋友可以參考下

LinkedHashSet 的全面說明

  1. LinkedHashSet是HashSet的子類
  2. LinkedHashSet底層是一個LinkedHashMap,底層維護了一個數(shù)組+雙向鏈表
  3. LinkedHashSet根據(jù)元素的hashCOde值來決定元素的存儲位置,同時使用鏈表維護元素的次序,這使元素看起來以插入順序保存的
  4. LinkedHashSet不允許添加重復(fù)元素

注意是由于底層維護著是一個雙向鏈表和數(shù)組,所以插入和取出的順序是一致的,原因是用了鏈表維護元素添加的順序

繼承關(guān)系圖:

構(gòu)造器

Constructor and Description

  • LinkedHashSet() 構(gòu)造一個具有默認初始容量(16)和負載因子(0.75)的新的,空的鏈接散列集。
  • LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) 構(gòu)造與指定集合相同的元素的新的鏈接散列集。
  • LinkedHashSet(int initialCapacity) 構(gòu)造一個具有指定初始容量和默認負載因子(0.75)的新的,空的鏈接散列集。
  • LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) 構(gòu)造具有指定的初始容量和負載因子的新的,空的鏈接散列集。

LinkedHashSet 底層機制示意圖

說明:

  1. 在 LinkedHashSet 中維護一個 hash 表和雙向鏈表【 LinkedHashSet 有 head 和 tail 】
  2. 每一個節(jié)點有 before 和 after 屬性,這樣可以形成雙向鏈表
  3. 在添加一個元素時,先求 hash 值,在求索引,確定該元素在 hashtable 的位置,然后將添加的元素加入到雙向鏈表【如果已經(jīng)存在,則不添加【原則和 HashSet 一樣】】
tail.next = new Element;//簡單指定
newElement.prev = tail;
tail = newElement;

這樣的話,我們遍歷 LinkedHashSet 也能確保插入順序和遍歷順序一致

注意: LinkedHashSet 的特點是插入的順序和遍歷的順序是一致【本質(zhì)底層是 LinkedHashMap 】,并且不能存儲相同的元素【也就是對象】

package com.hspedu.set_;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetSource {
    public static void main(String[] args) {
        //分析一下LinkedHashSet的底層機制
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(new String("AA"));
        set.add(456);
        set.add(456);
        set.add(new Customer("劉", 1001));
        set.add(123);
        set.add("HSP");
        System.out.println("set=" + set);
        //老韓解讀
        //1. LinkedHashSet 加入順序和取出元素/數(shù)據(jù)的順序一致
        //2. LinkedHashSet 底層維護的是一個LinkedHashMap(是HashMap的子類)
        //3. LinkedHashSet 底層結(jié)構(gòu) (數(shù)組table+雙向鏈表)
        //4. 添加第一次時,直接將 數(shù)組table 擴容到 16 ,存放的結(jié)點類型是 LinkedHashMap$Entry
        //5. 數(shù)組是 HashMap$Node[] 存放的元素/數(shù)據(jù)是 LinkedHashMap$Entry類型
        /*
                //繼承關(guān)系是在內(nèi)部類完成.
                static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
                    Entry<K,V> before, after;
                    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
                        super(hash, key, value, next);
                    }
                }
         */
    }
}
class Customer {
    private String name;
    private int no;
    public Customer(String name, int no) {
        this.name = name;
        this.no = no;
    }
}

LinkedHashSet 源碼剖析

  LinkedHashSet set = new LinkedHashSet<>();
        set.add("湛江");
        set.add(null);
        set.add(168);
        set.add(new Date());
	步驟1:使用無參構(gòu)造器創(chuàng)建對象
	public LinkedHashSet() {
        super(16, .75f, true); 調(diào)用父類的有參構(gòu)造 HashSet 在底層創(chuàng)建一個 LinkedHashMap
      }
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }  
    在 LinkedHashMap 的構(gòu)造器調(diào)用父類的 構(gòu)造器 HashMap  注意是:LinkedHashMap是HashMap的子類
    public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor);loadFactor加載因子   initialCapacity初始容量
        accessOrder = false;
    }
       public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }
    步驟2:添加方法 下面這個方法是調(diào)用了 LinkedHashMap的父類HashMap中的put方法
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
    調(diào)用 HashMap 中 put 方法
    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
    繼承調(diào)用 HashMap方法中 putVal 方法
    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        如果 table 表為null并且長度為0時,則調(diào)用 resize 方法完成擴容
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }
    在創(chuàng)建 newNode 節(jié)點會動態(tài)綁定到 LinkedHashMap 中的 newNode 方法
    Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
            new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
        linkNodeLast(p); 完成雙向鏈表之間的連接
        return p;
    }
    再調(diào)用 LinkedHashMap 中的靜態(tài)內(nèi)部類
    static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
        Entry<K,V> before, after;
        Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }
    }
    繼續(xù)調(diào)用本類 靜態(tài)內(nèi)部類 Node 完成屬性的初始化
    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;
        Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }
    最后調(diào)用本類 LinkedHashMap類中 linkNodeLat 方法完成前后的指向形成鏈表
     private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
        LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
        tail = p;
        if (last == null)
            head = p;
        else {
            p.before = last;
            last.after = p;
        }
      }

課后練習題:

到此這篇關(guān)于Java中LinkedHashSetd的源碼剖析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)LinkedHashSetd源碼剖析內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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