Java Set 源码分析

Java Set 源码分析

一、Set

HashSet：按照Hash算法来存储集合中的元素，有良好的存取和查找性能。
特点：1、无序；2、线程不同步3、集合元素值可以为null
使用equals()+hashCode()两个返回值都相等来判断两个元素是否相等。
如果hash冲突，HashSet会在同一位置使用链式结构来保存多个对象。

TreeSet：实现了SortSet()接口，采用的数据结构是红黑树。
最大的特点是有序（提供Comparable()接口支持自然排序和自定义排序）
当把一个对象加入TreeSet时，会调用compareTo()方法与容器中的元素比较，然后根据红黑树结构找到它的存储位置。

LinkedHashSet：与HashSet类似，使用元素的HashCode()值来存储元素。
不同点是同时使用了链表来维护元素的次序，当遍历元素时，LinkedHashSet将按照元素的添加顺序来访问集合。

二、HashSet

（1）HashSet继承自AbstractSet，实现了Set、Cloneable和Serializable接口。

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{

（2）内部实现：内部是用HashMap实现的。

public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

（3）构造函数：默认构造函数是new 一个HashMap。如果是传入Collections的构造函数，其大小为Collections的大小的1.3333倍。当然也可以直接传入int类型的初始容量大小。

public HashSet(Collection c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

（4）add方法：调用的是map的put方法。

public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

三、TreeSet

（1）TreeSet实现了NavigableSet, Cloneable,和Serializable接口。其中，NavigableSet是扩展的 SortedSet，具有了为给定搜索目标报告最接近匹配项的导航方法。

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
    implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{

（2）默认构造方法：底层实现是TreeMap

public TreeSet() {
this(new TreeMap

（3）add方法：直接调用的是TreeMap的put方法。TreeMap底层是用红黑树实现的，就是这个Entry，然后通过一个compare函数不断比较，小于就放左子树，大于就放右子树，如果重复就不入树，从而保证了数据的唯一。插入完毕后会调用一个fixAfterInsertion（）方法，来调整红黑树，保持平衡。

public boolean add(E e) {
        return m.put(e, PRESENT)==null;
    }
public V put(K key, V value) {
        Entry t = root;
        if (t == null) {
            compare(key, key); // type (and possibly null) check

            root = new Entry<>(key, value, null);
            size = 1;
            modCount++;
            return null;
        }
        int cmp;
        Entry parent;
        // split comparator and comparable paths
        Comparator cpr = comparator;
        if (cpr != null) {
            do {
                parent = t;
                cmp = cpr.compare(key, t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        else {
            if (key == null)
                throw new NullPointerException();
            @SuppressWarnings("unchecked")
                Comparable k = (Comparable) key;
            do {
                parent = t;
                cmp = k.compareTo(t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        Entry e = new Entry<>(key, value, parent);
        if (cmp < 0)
            parent.left = e;
        else
            parent.right = e;
        fixAfterInsertion(e);
        size++;
        modCount++;
        return null;
    }

四、LinkedHashSet

（1）继承自HashSet，实现了Set, Cloneable,和Serializable接口。

public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

（2）默认构造函数：默认的容量是16，负载因子是0.75.

public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }

（3）LinkedHashSet的具体实现，通过super来看，是HashSet中的带参数的构造方法，具体实现的其实是LinkedHashMap

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }