四.HashSet原理及实现学习总结

在上一篇博文（HashMap原理及实现学习总结）详细总结了HashMap的实现过程，对于HashSet而言，它是基于HashMap来实现的，底层采用HashMap来保存元素。所以如果对HashMap比较熟悉，那么HashSet的原理应该很好理解!

一.HsahSet概述

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。

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

HashSet继承AbstractSet类，实现Set、Cloneable、Serializable接口。其中AbstractSet提供 Set 接口的骨干实现，从而最大限度地减少了实现此接口所需的工作。Set接口是一种不包括重复元素的Collection，它维持它自己的内部排序，所以随机访问没有任何意义。 
基本属性：

// 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();

构造函数： 
从构造函数中可以看出HashSet所有的构造都是构造出一个新的HashMap，其中最后一个构造函数，为包访问权限是不对外公开，仅仅只在使用LinkedHashSet时才会发生作用。

二.HsahSet实现

因为HashSet是基于HashMap，所以对于HashSet，其方法的实现过程是非常简单的。 
1. iterator() 
iterator()方法 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。

public Iterator<E> iterator() {
        return map.keySet().iterator();
    }

2.size() 
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,即HashMap容器的大小。

public int size() {
        return map.size();
    }

3.isEmpty() 
isEmpty()判断HashSet()集合是否为空，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。

public boolean isEmpty() {
        return map.isEmpty();
    }

4.contains(Object o) 
contains()，判断某个元素是否存在于HashSet()中，存在返回true，否则返回false。更加确切的讲应该是要满足这种关系才能返回true：(o==null ? e==null : o.equals(e))。底层调用containsKey判断HashMap的key值是否为空。

public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }

5.add() 
add()如果此 set 中尚未包含指定元素，则添加指定元素。如果此Set没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 的e2时，则将e2添加到Set中，否则不添加且返回false。由于底层使用HashMap的put方法将key = e，value=PRESENT构建成key-value键值对，当此e存在于HashMap的key中，则value将会覆盖原有value，但是key保持不变，所以如果将一个已经存在的e元素添加中HashSet中，新添加的元素是不会保存到HashMap中，所以这就满足了HashSet中元素不会重复的特性。

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

6.remove() 
remove()如果指定元素存在于此 set 中，则将其移除。底层使用HashMap的remove方法删除指定的Entry。

public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o) == PRESENT;
    }

7.clear() 
clear()从此 set 中移除所有元素。底层调用HashMap的clear方法清除所有的Entry。

public void clear() {
        map.clear();
    }

8.clone() 
底层实际调用HashMap的clone()方法，获取HashMap的浅表副本,并没有复制这些元素本身。

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();
        }
    }

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