Set/Map实现 | 易学教程

HashSet

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

HashSet源码：
常量：第一个定义一个 HashMap，作为实现 HashSet 的数据结构；第二个 PRESENT 对象，因为前面讲过 HashMap 是作为键值对 key-value 进行存储的，而 HashSet 不是键值对，那么选择 HashMap 作为实现，其原理就是存储在 HashSet 中的数据作为 Map 的 key，而 Map 的value 统一为 PRESENT
HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束。
HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象**，是以hashcode码作为标识的**，而具有相同内容的 String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例。
SortedSet
SortedSet继承自Set，他根据对象的比较顺序（可以是自然顺序，也可以是自定义的顺序），而不是插入顺序进行排序；

LinkedHashSet，维护的是插入时的顺序；
在这里插入图片描述

TreeSet是SortedSet的唯一实现类，红黑树实现，树形结构，它的本质可以理解为是有序，无重复的元素的集合。

因为都是有序的，所以相应的就有get，remove和add方法。
TreeSet 是二叉树实现的,Treeset中的数据是自动排好序的，不允许放入null值。
在这里插入图片描述

Map

HashMap
是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体
在这里插入图片描述
HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。

public V put(K key, V value) {  
    // HashMap允许存放null键和null值。  
    // 当key为null时，调用putForNullKey方法，将value放置在数组第一个位置。  
    if (key == null)  
        return putForNullKey(value);  
    // 根据key的keyCode重新计算hash值。  
    int hash = hash(key.hashCode());  
    // 搜索指定hash值在对应table中的索引。  
    int i = indexFor(hash, table.length);  
    // 如果 i 索引处的 Entry 不为 null，通过循环不断遍历 e 元素的下一个元素。  
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  
        Object k;  
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  
            V oldValue = e.value;  
            e.value = value;  
            e.recordAccess(this);  
            return oldValue;  
        }  
    }  
    // 如果i索引处的Entry为null，表明此处还没有Entry。  
    modCount++;  
    // 将key、value添加到i索引处。  
    addEntry(hash, key, value, i);  
    return null;  
}  
/**
 *	当我们往HashMap中put元素的时候，先根据key的hashCode重新计算hash值，根据hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），如果数组该位置上已经存放有其他元素了，那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。
 *	如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放到此数组中的该位置上。addEntry(hash, key, value, i)方法根据计算出的hash值，将key-value对放在数组table的i索引处。
 */
 
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
    // 获取指定 bucketIndex 索引处的 Entry   
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];  
    // 将新创建的 Entry 放入 bucketIndex 索引处，并让新的 Entry 指向原来的 Entry  
    table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);  
    // 如果 Map 中的 key-value 对的数量超过了极限  
    if (size++ >= threshold)  
    // 把 table 对象的长度扩充到原来的2倍。  
        resize(2 * table.length);  
}  
//当系统决定存储HashMap中的key-value对时，完全没有考虑Entry中的value，仅仅只是根据key来计算并决定每个Entry的存储位置。我们完全可以把 Map 集合中的 value 当成 key 的附属，当系统决定了 key 的存储位置之后，value 随之保存在那里即可。
/**
 *	   在HashMap中要找到某个元素，需要根据key的hash值来求得对应数组中的位置。如何计算这个位置就是hash算法。但是HashMap的数据结构是数组和链表的结合，所以我们希望这个HashMap里面的元素位置尽量的分布均匀些，尽量使得每个位置上的元素数量只有一个，那么当我们用hash算法求得这个位置的时候，马上就可以知道对应位置的元素就是我们要的，而不用再去遍历链表，这样就大大优化了查询的效率。
 * 对于任意给定的对象，只要它的 hashCode() 返回值相同，那么程序调用 hash(int h) 方法所计算得到的 hash 码值总是相同的。我们首先想到的就是把hash值对数组长度取模运算，这样一来，元素的分布相对来说是比较均匀的。但是，“模”运算的消耗还是比较大的，在HashMap中是这样做的：调用 indexFor(int h, int length) 方法来计算该对象应该保存在 table 数组的哪个索引处。
 * 
 */
static int indexFor(int h, int length) {  
    return h & (length-1);  
}  
//这个方法非常巧妙，它通过 h & (table.length -1) 来得到该对象的保存位，而HashMap底层数组的长度总是 2 的 n 次方，这是HashMap在速度上的优化。
//在 HashMap 构造器中有如下代码：
int capacity = 1;  
    while (capacity < initialCapacity)  
        capacity <<= 1;  
//这段代码保证初始化时HashMap的容量总是2的n次方，即底层数组的长度总是为2的n次方。当length总是 2 的n次方时，h& (length-1)运算等价于对length取模，也就是h%length，但是&比%具有更高的效率。

来源：CSDN

作者：Alice_whj

链接：https://blog.csdn.net/Alice_whj/article/details/103645018

标签

hashcode

hash

key