Java中的HashSet集合解析

HashSet集合解析

HashSet 实现 Set 接口，内部维护一个 HashMap 实例。它不能保证集合迭代的顺序，也不能保证顺序不变。HashSet 允许 null 元素。

该类对于基本操作，例如 add、remove、contains 和 size提供了常数时间的性能，迭代器的性能与 HashSet 实例的大小加上内部维护的 HashMap 的“容量”（即桶的数量）之和有关。所以，如果迭代性能很重要的话，并不建议把初始化容量设置的太大或者把负载因子设置的太小（HashMap 一文中有讲解）。

该集合并没有被同步，所以在有多个线程并发访问 HashSet 时，并且至少有一个集合修改了这个 Set ，它必须要额外的同步。这通常是对自然封装了该集合的某个对象进行同步来完成。比如 Collections的 synchronizedSet 方法返回的就是一个这样的对象。

初始化

初始化则主要是负责初始化内部维护的 HashMap，初始化策略遵循 HashMap 的初始化策略，默认大小为 16 ，负载因子为 0.75。

存取、删除操作

HashSet 中的基本操作是使用 HashMap 的操作实现的。

public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
	public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }
	public void clear() {
        map.clear();
    }

PRESENT 是 Object 对象的实例，是为 HashMap 的 value 虚设的。尽管 HashMap 的 value 可以为 null，但是这里不适用 null 的原因很简单，因为使用 null ，则在 add 和 remove 操作时会产生歧义，无法区分 HashMap 中是否已经存在过旧的值。

迭代器

HashSet 的迭代器仍然是快速失败的，快速失败很好理解，在并发情况下，存在线程修改容器，那么其它正在迭代容器的线程将尽最大可能抛出 ConcurrentModificationException。从字面意思来看，依赖该异常来进行编程并不是很好的选择，我们可能不能够及时得到这个异常，仅仅将它用来检查 bug 还是可行的。

	public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }

可以发现，HashSet 的迭代器直接使用的 HashMap 的 keySet 方法返回的其内部实现的 KeySet 对象实例的迭代器。

前文有提到关于迭代器性能的问题，这是与 HashMap 特殊的底层数据结构有关（数组+链表或者数组+红黑树），无论是哪种，遍历都是先从数组中的第一个元素（即“桶”）开始，接着遍历桶中的元素，直到整个数组遍历完成。

所以，其性能和数组的大小加上元素数量之和有关。

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