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小編給大家分享一下HashSet怎么保證元素不重復(fù),相信大部分人都還不怎么了解,因此分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲,下面讓我們一起去了解一下吧!
HashSet 實(shí)現(xiàn)了 Set 接口,由哈希表(實(shí)際是 HashMap)提供支持。HashSet 不保證集合的迭代順序,但允許插入 null 值。也就是說(shuō) HashSet 不能保證元素插入順序和迭代順序相同。
HashSet 具備去重的特性,也就是說(shuō)它可以將集合中的重復(fù)元素自動(dòng)過(guò)濾掉,保證存儲(chǔ)在 HashSet 中的元素都是唯一的。
HashSet 基本操作方法有:add(添加)、remove(刪除)、contains(判斷某個(gè)元素是否存在)和 size(集合數(shù)量)。這些方法的性能都是固定操作時(shí)間,如果哈希函數(shù)是將元素分散在桶中的正確位置。
HashSet 基本使用如下:
// 創(chuàng)建 HashSet 集合 HashSet<String> strSet = new HashSet<>(); // 給 HashSet 添加數(shù)據(jù) strSet.add("Java"); strSet.add("MySQL"); strSet.add("Redis"); // 循環(huán)打印 HashSet 中的所有元素 strSet.forEach(s -> System.out.println(s));
HashSet 不能保證插入元素的順序和循環(huán)輸出元素的順序一定相同,也就是說(shuō) HashSet 其實(shí)是無(wú)序的集合,具體代碼示例如下:
HashSet<String> mapSet = new HashSet<>(); mapSet.add("深圳"); mapSet.add("北京"); mapSet.add("西安"); // 循環(huán)打印 HashSet 中的所有元素 mapSet.forEach(m -> System.out.println(m));
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下:
從上述代碼和執(zhí)行結(jié)果可以看出,HashSet 插入的順序是:深圳 -> 北京 -> 西安,而循環(huán)打印的順序卻是:西安 -> 深圳 -> 北京,所以 HashSet 是無(wú)序的,不能保證插入和迭代的順序一致。
PS:如果要保證插入順序和迭代順序一致,可使用 LinkedHashSet 來(lái)替換 HashSet。
有人說(shuō) HashSet 只能保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型不重復(fù),卻不能保證自定義對(duì)象不重復(fù)?這樣說(shuō)對(duì)嗎?
我們通過(guò)以下示例來(lái)說(shuō)明此問(wèn)題。
使用 HashSet 存儲(chǔ)基本數(shù)據(jù)類型,實(shí)現(xiàn)代碼如下:
HashSet<Long> longSet = new HashSet<>(); longSet.add(666l); longSet.add(777l); longSet.add(999l); longSet.add(666l); // 循環(huán)打印 HashSet 中的所有元素 longSet.forEach(l -> System.out.println(l));
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下:
從上述結(jié)果可以看出,使用 HashSet 可以保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型不重復(fù)。
接下來(lái),將自定義對(duì)象存儲(chǔ)到 HashSet 中,實(shí)現(xiàn)代碼如下:
public class HashSetExample { public static void main(String[] args) { HashSet<Person> personSet = new HashSet<>(); personSet.add(new Person("曹操", "123")); personSet.add(new Person("孫權(quán)", "123")); personSet.add(new Person("曹操", "123")); // 循環(huán)打印 HashSet 中的所有元素 personSet.forEach(p -> System.out.println(p)); } } @Getter @Setter @ToString class Person { private String name; private String password; public Person(String name, String password) { this.name = name; this.password = password; } }
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下:
從上述結(jié)果可以看出,自定義對(duì)象類型確實(shí)沒(méi)有被去重,那也就是說(shuō) HashSet 不能實(shí)現(xiàn)自定義對(duì)象類型的去重咯?
其實(shí)并不是,HashSet 去重功能是依賴元素的 hashCode 和 equals 方法判斷的,通過(guò)這兩個(gè)方法返回的都是 true 那就是相同對(duì)象,否則就是不同對(duì)象。而前面的 Long 類型元素之所以能實(shí)現(xiàn)去重,正是因?yàn)?Long 類型中已經(jīng)重寫(xiě)了 hashCode 和 equals 方法,具體實(shí)現(xiàn)源碼如下:
@Override public int hashCode() { return Long.hashCode(value); } public boolean equals(Object obj) { if (obj instanceof Long) { return value == ((Long)obj).longValue(); } return false; } //省略其他源碼......
更多關(guān)于 hashCode 和 equals 的內(nèi)容,詳見(jiàn):http://www.kemok4.com/article/204554.htm
那么,想讓 HashSet 支持自定義對(duì)象去重,只需要在自定義對(duì)象中重寫(xiě) hashCode 和 equals 方法即可,具體實(shí)現(xiàn)代碼如下:
@Setter @Getter @ToString class Person { private String name; private String password; public Person(String name, String password) { this.name = name; this.password = password; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; // 引用相等返回 true // 如果等于 null,或者對(duì)象類型不同返回 false if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; // 強(qiáng)轉(zhuǎn)為自定義 Person 類型 Person persion = (Person) o; // 如果 name 和 password 都相等,就返回 true return Objects.equals(name, persion.name) && Objects.equals(password, persion.password); } @Override public int hashCode() { // 對(duì)比 name 和 password 是否相等 return Objects.hash(name, password); } }
重新運(yùn)行以上代碼,執(zhí)行結(jié)果如下圖所示:
從上述結(jié)果可以看出,之前的重復(fù)項(xiàng)“曹操”已經(jīng)被去重了。
我們只要了解了 HashSet 執(zhí)行添加元素的流程,就能知道為什么 HashSet 能保證元素不重復(fù)了?
HashSet 添加元素的執(zhí)行流程是:當(dāng)把對(duì)象加入 HashSet 時(shí),HashSet 會(huì)先計(jì)算對(duì)象的 hashcode 值來(lái)判斷對(duì)象加入的位置,同時(shí)也會(huì)與其他加入的對(duì)象的 hashcode 值作比較,如果沒(méi)有相符的 hashcode,HashSet 會(huì)假設(shè)對(duì)象沒(méi)有重復(fù)出現(xiàn),會(huì)將對(duì)象插入到相應(yīng)的位置中。但是如果發(fā)現(xiàn)有相同 hashcode 值的對(duì)象,這時(shí)會(huì)調(diào)用對(duì)象的 equals() 方法來(lái)檢查對(duì)象是否真的相同,如果相同,則 HashSet 就不會(huì)讓重復(fù)的對(duì)象加入到 HashSet 中,這樣就保證了元素的不重復(fù)。
為了更清楚的了解 HashSet 的添加流程,我們可以嘗試閱讀 HashSet 的具體實(shí)現(xiàn)源碼,HashSet 添加方法的實(shí)現(xiàn)源碼如下(以下源碼基于 JDK 8):
// hashmap 中 put() 返回 null 時(shí),表示操作成功 public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; }
從上述源碼可以看出 HashSet 中的 add 方法,實(shí)際調(diào)用的是 HashMap 中的 put,那么我們繼續(xù)看 HashMap 中的 put 實(shí)現(xiàn):
// 返回值:如果插入位置沒(méi)有元素則返回 null,否則返回上一個(gè)元素 public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); }
從上述源碼可以看出,HashMap 中的 put() 方法又調(diào)用了 putVal() 方法,putVal() 的源碼如下:
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K, V>[] tab; Node<K, V> p; int n, i; //如果哈希表為空,調(diào)用 resize() 創(chuàng)建一個(gè)哈希表,并用變量 n 記錄哈希表長(zhǎng)度 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; /** * 如果指定參數(shù) hash 在表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)的桶,即為沒(méi)有碰撞 * Hash函數(shù),(n - 1) & hash 計(jì)算 key 將被放置的槽位 * (n - 1) & hash 本質(zhì)上是 hash % n 位運(yùn)算更快 */ if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) // 直接將鍵值對(duì)插入到 map 中即可 tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else {// 桶中已經(jīng)存在元素 Node<K, V> e; K k; // 比較桶中第一個(gè)元素(數(shù)組中的結(jié)點(diǎn))的 hash 值相等,key 相等 if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) // 將第一個(gè)元素賦值給 e,用 e 來(lái)記錄 e = p; // 當(dāng)前桶中無(wú)該鍵值對(duì),且桶是紅黑樹(shù)結(jié)構(gòu),按照紅黑樹(shù)結(jié)構(gòu)插入 else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K, V>) p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); // 當(dāng)前桶中無(wú)該鍵值對(duì),且桶是鏈表結(jié)構(gòu),按照鏈表結(jié)構(gòu)插入到尾部 else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { // 遍歷到鏈表尾部 if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); // 檢查鏈表長(zhǎng)度是否達(dá)到閾值,達(dá)到將該槽位節(jié)點(diǎn)組織形式轉(zhuǎn)為紅黑樹(shù) if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } // 鏈表節(jié)點(diǎn)的<key, value>與 put 操作<key, value> // 相同時(shí),不做重復(fù)操作,跳出循環(huán) if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } // 找到或新建一個(gè) key 和 hashCode 與插入元素相等的鍵值對(duì),進(jìn)行 put 操作 if (e != null) { // existing mapping for key // 記錄 e 的 value V oldValue = e.value; /** * onlyIfAbsent 為 false 或舊值為 null 時(shí),允許替換舊值 * 否則無(wú)需替換 */ if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; // 訪問(wèn)后回調(diào) afterNodeAccess(e); // 返回舊值 return oldValue; } } // 更新結(jié)構(gòu)化修改信息 ++modCount; // 鍵值對(duì)數(shù)目超過(guò)閾值時(shí),進(jìn)行 rehash if (++size > threshold) resize(); // 插入后回調(diào) afterNodeInsertion(evict); return null; }
從上述源碼可以看出,當(dāng)將一個(gè)鍵值對(duì)放入 HashMap 時(shí),首先根據(jù) key 的 hashCode() 返回值決定該 Entry 的存儲(chǔ)位置。如果有兩個(gè) key 的 hash 值相同,則會(huì)判斷這兩個(gè)元素 key 的 equals() 是否相同,如果相同就返回 true,說(shuō)明是重復(fù)鍵值對(duì),那么 HashSet 中 add() 方法的返回值會(huì)是 false,表示 HashSet 添加元素失敗。因此,如果向 HashSet 中添加一個(gè)已經(jīng)存在的元素,新添加的集合元素不會(huì)覆蓋已有元素,從而保證了元素的不重復(fù)。如果不是重復(fù)元素,put 方法最終會(huì)返回 null,傳遞到 HashSet 的 add 方法就是添加成功。
以上是“HashSet怎么保證元素不重復(fù)”這篇文章的所有內(nèi)容,感謝各位的閱讀!相信大家都有了一定的了解,希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助,如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí),歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道!
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