Java面試題之HashSet的實(shí)現(xiàn)原理

import java.util.AbstractSet;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Set;

import javax.swing.text.html.HTMLDocument.Iterator;

public class HashSet<E> 
     extends AbstractSet<E> 
     implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable 
{ 
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; 

// 底層使用HashMap來(lái)保存HashSet中所有元素。 
private transient HashMap<E,Object> map; 
 
// 定義一個(gè)虛擬的Object對(duì)象作為HashMap的value，將此對(duì)象定義為static final。 
private static final Object PRESENT = new Object(); 

 
// 默認(rèn)的無(wú)參構(gòu)造器，構(gòu)造一個(gè)空的HashSet。 
//  
// 實(shí)際底層會(huì)初始化一個(gè)空的HashMap，并使用默認(rèn)初始容量為16和加載因子0.75。 
 
public HashSet() { 
map = new HashMap<E,Object>(); 
} 

 
// 構(gòu)造一個(gè)包含指定collection中的元素的新set。 
// 
// 實(shí)際底層使用默認(rèn)的加載因子0.75和足以包含指定 
// collection中所有元素的初始容量來(lái)創(chuàng)建一個(gè)HashMap。 
// @param c 其中的元素將存放在此set中的collection。 
 
public HashSet(Collection<? extends E> c) { 
map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); 
addAll(c); 
} 

 
// 以指定的initialCapacity和loadFactor構(gòu)造一個(gè)空的HashSet。 
// 
// 實(shí)際底層以相應(yīng)的參數(shù)構(gòu)造一個(gè)空的HashMap。 
// @param initialCapacity 初始容量。 
// @param loadFactor 加載因子。 
  
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { 
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); 
} 

 
// 以指定的initialCapacity構(gòu)造一個(gè)空的HashSet。 
// 
// 實(shí)際底層以相應(yīng)的參數(shù)及加載因子loadFactor為0.75構(gòu)造一個(gè)空的HashMap。 
// @param initialCapacity 初始容量。 
 
public HashSet(int initialCapacity) { 
map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity); 
} 


// 以指定的initialCapacity和loadFactor構(gòu)造一個(gè)新的空鏈接哈希集合。 
// 此構(gòu)造函數(shù)為包訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，不對(duì)外公開(kāi)，實(shí)際只是是對(duì)LinkedHashSet的支持。 
// 
// 實(shí)際底層會(huì)以指定的參數(shù)構(gòu)造一個(gè)空LinkedHashMap實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn)。 
// @param initialCapacity 初始容量。 
// @param loadFactor 加載因子。 
// @param dummy 標(biāo)記。 
  
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { 
map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor); 
} 

 
// 返回對(duì)此set中元素進(jìn)行迭代的迭代器。返回元素的順序并不是特定的。 
// 
// 底層實(shí)際調(diào)用底層HashMap的keySet來(lái)返回所有的key。 
// 可見(jiàn)HashSet中的元素，只是存放在了底層HashMap的key上， 
// value使用一個(gè)static final的Object對(duì)象標(biāo)識(shí)。 
// @return 對(duì)此set中元素進(jìn)行迭代的Iterator。 

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

} 
 
// 返回此set中的元素的數(shù)量（set的容量）。 
// 
// 底層實(shí)際調(diào)用HashMap的size()方法返回Entry的數(shù)量，就得到該Set中元素的個(gè)數(shù)。 
// @return 此set中的元素的數(shù)量（set的容量）。 
 
public int size() { 
return map.size(); 
} 

 
// 如果此set不包含任何元素，則返回true。 
// 
// 底層實(shí)際調(diào)用HashMap的isEmpty()判斷該HashSet是否為空。 
// @return 如果此set不包含任何元素，則返回true。 
 
public boolean isEmpty() { 
return map.isEmpty(); 
} 

 
// 如果此set包含指定元素，則返回true。 
// 更確切地講，當(dāng)且僅當(dāng)此set包含一個(gè)滿(mǎn)足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 
// 的e元素時(shí)，返回true。 
// 
// 底層實(shí)際調(diào)用HashMap的containsKey判斷是否包含指定key。 
// @param o 在此set中的存在已得到測(cè)試的元素。 
// @return 如果此set包含指定元素，則返回true。 
 
public boolean contains(Object o) { 
return map.containsKey(o); 
} 


// 如果此set中尚未包含指定元素，則添加指定元素。 
// 更確切地講，如果此 set 沒(méi)有包含滿(mǎn)足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 
// 的元素e2，則向此set 添加指定的元素e。 
// 如果此set已包含該元素，則該調(diào)用不更改set并返回false。 
// 
// 底層實(shí)際將將該元素作為key放入HashMap。 
// 由于HashMap的put()方法添加key-value對(duì)時(shí)，當(dāng)新放入HashMap的Entry中key 
//與集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通過(guò)equals比較也返回true）， 
//新添加的Entry的value會(huì)將覆蓋原來(lái)Entry的value，但key不會(huì)有任何改變， 
// 因此如果向HashSet中添加一個(gè)已經(jīng)存在的元素時(shí)，新添加的集合元素將不會(huì)被放入HashMap中， 
// 原來(lái)的元素也不會(huì)有任何改變，這也就滿(mǎn)足了Set中元素不重復(fù)的特性。 
// @param e 將添加到此set中的元素。 
// @return 如果此set尚未包含指定元素，則返回true。 
 
public boolean add(E e) { 
    return map.put(e, PRESENT)==null; 
} 

// 如果指定元素存在于此set中，則將其移除。 
// 更確切地講，如果此set包含一個(gè)滿(mǎn)足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e， 
// 則將其移除。如果此set已包含該元素，則返回true 
// （或者：如果此set因調(diào)用而發(fā)生更改，則返回true）。（一旦調(diào)用返回，則此set不再包含該元素）。 
// 
// 底層實(shí)際調(diào)用HashMap的remove方法刪除指定Entry。 
// @param o 如果存在于此set中則需要將其移除的對(duì)象。 
// @return 如果set包含指定元素，則返回true。 
 
public boolean remove(Object o) { 
return map.remove(o)==PRESENT; 
} 

 
// 從此set中移除所有元素。此調(diào)用返回后，該set將為空。 
// 
// 底層實(shí)際調(diào)用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 
 
public void clear() { 
map.clear(); 
} 
 
// 返回此HashSet實(shí)例的淺表副本：并沒(méi)有復(fù)制這些元素本身。 

// 底層實(shí)際調(diào)用HashMap的clone()方法，獲取HashMap的淺表副本，并設(shè)置到HashSet中。 
 
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(); 
  } 
} 
}