【原】HashSet的实现原理，与HashMap有何区别和联系

JDk为我们提供了一些常用的数据结构，List、Map、Set这三种是使用最广泛的，List存放连续的数据，并允许为null，Map以键值对的形式存放数据，允许key和value为null，Set则可以存储无重复的数据。

1、在map中，如果使用了相同的key，后面的value就会将前面的value覆盖掉，这也相当于说是key是唯一的，那这个作用岂不是和Set一样了？

2、这二者之间又有什么区别和联系呢？

3、Java数据结构中，除了数组和链表，似乎也没有什么可以直接和Set进行挂钩呢？

之前的文章中，我们分析了ArrayList的源代码，这次我们同样来分析一下HashSet的源码。

在这之前，先来给大家看一张图：

大家看到了什么？HashMap。

是否有疑惑，为什么初始化HashSet会new一个HashMap呢？莫非底层实现就是HashMap？

/**
 * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has
 * default initial capacity (16) and load factor (0.75).
 */
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
/**
 * Constructs a new set containing the elements in the specified
 * collection.  The <tt>HashMap</tt> is created with default load factor
 * (0.75) and an initial capacity sufficient to contain the elements in
 * the specified collection.
 *
 * @param c the collection whose elements are to be placed into this set
 * @throws NullPointerException if the specified collection is null
 */
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}
/**
 * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has
 * the specified initial capacity and the specified load factor.
 *
 * @param      initialCapacity   the initial capacity of the hash map
 * @param      loadFactor        the load factor of the hash map
 * @throws     IllegalArgumentException if the initial capacity is less
 *             than zero, or if the load factor is nonpositive
 */
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
 * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has
 * the specified initial capacity and default load factor (0.75).
 *
 * @param      initialCapacity   the initial capacity of the hash table
 * @throws     IllegalArgumentException if the initial capacity is less
 *             than zero
 */
public HashSet(int initialCapacity) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

在它的构造方法中，全部都是初始化一个HashMap，我们暂且先记下来。

而且，从上面的截图中，看到了一个PRESENT变量，这个又是做什么的呢？

// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();

不知道，没关系，我们也暂且先记下来，继续往下看。

初始化完了，就要来存储数据了，直接去看一下add()方法的代码：

/**
 * Adds the specified element to this set if it is not already present.
 * More formally, adds the specified element <tt>e</tt> to this set if
 * this set contains no element <tt>e2</tt> such that
 * <tt>(e==null&nbsp;?&nbsp;e2==null&nbsp;:&nbsp;e.equals(e2))</tt>.
 * If this set already contains the element, the call leaves the set
 * unchanged and returns <tt>false</tt>.
 *
 * @param e element to be added to this set
 * @return <tt>true</tt> if this set did not already contain the specified
 * element
 */
public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

看到这里，小伙伴们应该已经明白了它为什么在初始化时new一个HashMap了，它直接将我们传进来的数据当做key，而value则是上面提到的PRESENT变量。

这也直接证实了我们上面的猜测：Set的底层实现就是HashMap，充分利用了HashMap中的key不可重复这一特性。

其实到这里基本上已经分析完了，这二者的联系已经一目了然，那我们快速的再将其他常用的方法也都看一遍：

迭代器：

/**
 * Returns an iterator over the elements in this set.  The elements
 * are returned in no particular order.
 *
 * @return an Iterator over the elements in this set
 * @see ConcurrentModificationException
 */
public Iterator<E> iterator() {
    return map.keySet().iterator();
}

Set大小：

/**
 * Returns the number of elements in this set (its cardinality).
 *
 * @return the number of elements in this set (its cardinality)
 */
public int size() {
    return map.size();
}

是否为空：

/**
 * Returns <tt>true</tt> if this set contains no elements.
 *
 * @return <tt>true</tt> if this set contains no elements
 */
public boolean isEmpty() {
    return map.isEmpty();
}

是否包含指定元素：

/**
 * Returns <tt>true</tt> if this set contains the specified element.
 * More formally, returns <tt>true</tt> if and only if this set
 * contains an element <tt>e</tt> such that
 * <tt>(o==null&nbsp;?&nbsp;e==null&nbsp;:&nbsp;o.equals(e))</tt>.
 *
 * @param o element whose presence in this set is to be tested
 * @return <tt>true</tt> if this set contains the specified element
 */
public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}

移除元素：

/**
 * Removes the specified element from this set if it is present.
 * More formally, removes an element <tt>e</tt> such that
 * <tt>(o==null&nbsp;?&nbsp;e==null&nbsp;:&nbsp;o.equals(e))</tt>,
 * if this set contains such an element.  Returns <tt>true</tt> if
 * this set contained the element (or equivalently, if this set
 * changed as a result of the call).  (This set will not contain the
 * element once the call returns.)
 *
 * @param o object to be removed from this set, if present
 * @return <tt>true</tt> if the set contained the specified element
 */
public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}

清理Set：

/**
 * Removes all of the elements from this set.
 * The set will be empty after this call returns.
 */
public void clear() {
    map.clear();
}

所有的方法都是通过HashMap来实现的，换句话说，所有的操作都是在HashMap上面进行的，HashSet只是做了一层封装，提供了Key的入口，而将Value直接写死了！

javahashsethashmap源码

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