hashset的底层数据结构_什么是哈希冲突[通俗易懂]

hashset的底层数据结构_什么是哈希冲突[通俗易懂]首先是有一个悲伤的故事讲道理,这是面试时遇到的第一个卡壳以至于转移面试官注意力的地方(……),还好之前有被人指点一下加确实已经仔细研究过HashMap,才不至于无法补救其次我TM惊呆了本想着

首先是有一个悲伤的故事

讲道理,这是面试时遇到的第一个卡壳以至于转移面试官注意力的地方(……),还好之前有被人指点一下加确实已经仔细研究过HashMap,才不至于无法补救

其次我TM惊呆了

本想着回来以后好好看看HashSet的底层实现,结果打开源码一看的我惊呆了 
这里写图片描述
wocao怎么这么刺眼呢?你是set啊,你是Collection的子类啊,你叔叔才是Map啊, 
这里写图片描述 
你这样我心好痛啊 
这里写图片描述 
冷静下来我仔细一想,Set不能有重复的元素,HashMap不允许有重复的键,又是一口老血,当时也没想到也没敢去这么想

转一下dalao的博客

于是接着去看网上的dalao的博客,发现了这一篇私自转载dalao博文侵删

HashSet概述和实现

HashSet实现Set接口,由哈希表(实际上是一个HashMap实例)支持。它不保证set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变,此类允许使用null元素。 
在HashSet中,元素都存到HashMap键值对的Key上面,而Value时有一个统一的值private static final Object PRESENT = new Object();,(定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。)

HashSet插入

当有新值加入时,底层的HashMap会判断Key值是否存在(HashMap细节请移步深入理解HashMap),如果不存在,则插入新值,同时这个插入的细节会依照HashMap插入细节;如果存在就不插入

删除

同HashMap删除原理

源码分析

盗(xue)用(xi)一下dalao 的分析代码,侵权请告之,立马删除

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

    // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。 
    private transient HashMap<E,Object> map;  

    // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。 
    private static final Object PRESENT = new Object();  

    /** * 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。 * * 实际底层会初始化一个空的HashMap,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。 */  
    public HashSet() {  
    map = new HashMap<E,Object>();  
    }  

    /** * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。 * * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定 * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。 * @param c 其中的元素将存放在此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构造一个空的HashSet。 * * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。 * @param initialCapacity 初始容量。 * @param loadFactor 加载因子。 */  
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    }  

    /** * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。 * * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。 * @param initialCapacity 初始容量。 */  
    public HashSet(int initialCapacity) {  
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);  
    }  

    /** * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 * 此构造函数为包访问权限,不对外公开,实际只是是对LinkedHashSet的支持。 * * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。 * @param initialCapacity 初始容量。 * @param loadFactor 加载因子。 * @param dummy 标记。 */  
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
    map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    }  

    /** * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。 * * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。 * 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上, * value使用一个static final的Object对象标识。 * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。 */  
    public Iterator<E> iterator() {  
    return map.keySet().iterator();  
    }  

    /** * 返回此set中的元素的数量(set的容量)。 * * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。 * @return 此set中的元素的数量(set的容量)。 */  
    public int size() {  
    return map.size();  
    }  

    /** * 如果此set不包含任何元素,则返回true。 * * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。 * @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。 */  
    public boolean isEmpty() {  
    return map.isEmpty();  
    }  

    /** * 如果此set包含指定元素,则返回true。 * 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e)) * 的e元素时,返回true。 * * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。 * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。 * @return 如果此set包含指定元素,则返回true。 */  
    public boolean contains(Object o) {  
    return map.containsKey(o);  
    }  

    /** * 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。 * 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) * 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。 * 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。 * * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。 * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key * 与集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true), * 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value,但key不会有任何改变, * 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时,新添加的集合元素将不会被放入HashMap中, * 原来的元素也不会有任何改变,这也就满足了Set中元素不重复的特性。 * @param e 将添加到此set中的元素。 * @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。 */  
    public boolean add(E e) {  
    return map.put(e, PRESENT)==null;  
    }  

    /** * 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。 * 更确切地讲,如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e, * 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true * (或者:如果此set因调用而发生更改,则返回true)。(一旦调用返回,则此set不再包含该元素)。 * * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。 * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。 * @return 如果set包含指定元素,则返回true。 */  
    public boolean remove(Object o) {  
    return map.remove(o)==PRESENT;  
    }  

    /** * 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。 * * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 */  
    public void clear() {  
    map.clear();  
    }  

    /** * 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。 * * 底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到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();  
        }  
    }  
}  

注意

  • 说白了,HashSet就是限制了功能的HashMap,所以了解HashMap的实现原理,这个HashSet自然就通
  • 对于HashSet中保存的对象,主要要正确重写equals方法和hashCode方法,以保证放入Set对象的唯一性
  • 虽说是Set是对于重复的元素不放入倒不如直接说是底层的Map直接把原值替代了(这个Set的put方法的返回值真有意思)
  • HashSet没有提供get()方法,愿意是同HashMap一样,Set内部是无序的,只能通过迭代的方式获得

说起来你可能不信

本来是打算分开写集合框架的底层分析的,直到我发现,LinkedHashSet是继承自HashSet,底层实现是LinkedHashMap。并且其初始化时直接super(......),瞬间我就觉得,Set写在一起得了

LinkedHashSet

同HashSet相比并没有实现新的功能(新的方法),只不过把HashSet中预留的构造方法启用了,因而可以实现有序插入,而这个具体的实现要去看LinkedHashMap了,我们使用时是不需要再可以去设置参数的,直接拿来用即可。

    /** * The iteration ordering method for this linked hash map: <tt>true</tt> * for access-order, <tt>false</tt> for insertion-order. * * @serial */
    final boolean accessOrder;

查看了LinkedHashMap的构造方法后,发现其因为继承自HashMap,所以其底层实现也是HashMap!!!(呵呵,我已经发现了……怪不得还是得主要研究HashMap啊),然后发现了LinkedHashMap调用父类构造方法初始化时,还顺便设置了变量accessOrder = false,看上面得源码可以知道,这是给了迭代器一个参数,false代表迭代时使用插入得顺序(追根溯源了,真爽)

偶然发现

查看源码时,我发现了一个奇怪的重写的方法:public Spliterator<E> spliterator(),查了查资料发现叫做可分割迭代器,这个接口是为了并行遍历数据源中的元素而设计的迭代器,为了更好的发挥多核CPU的能力。 
其实这样我想起了要去关注一下集合框架中的并发安全了。

TreeSet

根据Set的这个尿性,我先猜测一波,TreeSet的底层实现是TreeMap(而且我在猜TreeMap的底层实现借助了HashMap)。一看源码,哎呦我去,还真是(呵呵,到底谁才是你爹…..心疼一波Collection,Map又不继承Collection接口)

    public TreeSet() {
        this(new TreeMap<E,Object>());
    }
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TreeSet特点与实现机制

TreeSet中存放的元素是有序的(不是插入时的顺序,是有按关键字大小排序的),且元素不能重复。 
而如何实现有序存储,就需要有一个比较器,其实说起来,TreeSet更受关注的是不重复且有序,这个有序就需要有一个compare的过程,因此会需要参数实现Comparable接口。

    /** * Constructs a new, empty tree set, sorted according to the specified * comparator. All elements inserted into the set must be <i>mutually * comparable</i> by the specified comparator: {@code comparator.compare(e1, * e2)} must not throw a {@code ClassCastException} for any elements * {@code e1} and {@code e2} in the set. If the user attempts to add * an element to the set that violates this constraint, the * {@code add} call will throw a {@code ClassCastException}. * * @param comparator the comparator that will be used to order this set. * If {@code null}, the {@linkplain Comparable natural * ordering} of the elements will be used. */
    public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
        this(new TreeMap<>(comparator));
    }

所以说

所以说使用Set需要注意的还是根据自己的需求选取正确的存储结构即可,而因为并没有get()方法给你使用,所以还是要用迭代器来获取想要的元素,然后本次Set深入分析到此结束,我要去再开一坑研究TreeMap了(滑稽)

小总结

经历这么一次滑稽的经历,看来真的有必要把几个常用的集合框架的底层实现都看一遍,以免再次搞出这样的尴尬(手动滑稽) 
其实深入到这个程度我觉得常用的集合除了List的家族还有Queue,其实都可以规约为深入理解HashMap,来,就是这个节奏。走起。

转载自: https://blog.csdn.net/Sugar_Rainbow/article/details/68257208

今天的文章hashset的底层数据结构_什么是哈希冲突[通俗易懂]分享到此就结束了,感谢您的阅读。

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