java集合类源码分析之Set详解

2023-09-23 13:26:05 48

Set集合与List一样，都是继承自Collection接口，常用的实现类有HashSet和TreeSet。值得注意的是，HashSet是通过HashMap来实现的而TreeSet是通过TreeMap来实现的，所以HashSet和TreeSet都没有自己的数据结构，具体可以归纳如下：

•Set集合中的元素不能重复，即元素唯一

•HashSet按元素的哈希值存储，所以是无序的，并且最多允许一个null对象

•TreeSet按元素的大小存储，所以是有序的，并且不允许null对象

•Set集合没有get方法，所以只能通过迭代器（Iterator）来遍历元素，不能随机访问

1.HashSet

下面给出HashSet的部分源码，以理解它的实现方式。

staticfinallongserialVersionUID=-5024744406713321676L;

privatetransientHashMapmap;

//DummyvaluetoassociatewithanObjectinthebackingMap
privatestaticfinalObjectPRESENT=newObject();

观察源码，我们知道HashSet的数据是存储在HashMap的实例对象map中的，并且对应于map中的key，而Object类型的引用PRESENT则是对应于map中的value的一个虚拟值，没有实际意义。联想到HashMap的一些特性：无序存储、key值唯一等等，我们就可以很自然地理解Set集合元素不能重复以及HashSet无序存储的特性了。

下面从源代码的角度来理解HashSet的基本用法：

•构造器（四种）

1.HashSet()空的构造器，初始化一个空的HashMap

2.HashSet(Collectionc)传入一个子集c，用于初始化HashMap

3.HashSet(intinitialCapacity,floatloadFactor)初始化一个空的HashMap，并指定初始容量和加载因子

4.HashSet(intinitialCapacity)初始化一个空的HashMap，并指定初始容量

publicHashSet(){
map=newHashMap<>();
}

publicHashSet(Collectionc){
map=newHashMap<>(Math.max((int)(c.size()/.75f)+1,16));
addAll(c);
}

publicHashSet(intinitialCapacity,floatloadFactor){
map=newHashMap<>(initialCapacity,loadFactor);
}

publicHashSet(intinitialCapacity){
map=newHashMap<>(initialCapacity);
}

•插入元素

1.add(Ee)插入指定元素（调用HashMap的put方法实现）

SethashSet=newHashSet();
hashSet.add("D");
hashSet.add("B");
hashSet.add("C");
hashSet.add("A");

•查找元素

1.contains(Objecto)判断集合中是否包含指定的元素（调用HashMap的containsKey方法实现）

publicbooleancontains(Objecto){
returnmap.containsKey(o);
}

2.由于HashSet的实现类中没有get方法，所以只能通过迭代器依次遍历，而不能随机访问（调用HashMap中keySet的迭代器实现）

publicIteratoriterator(){
returnmap.keySet().iterator();
}

应用示例：

SethashSet=newHashSet();
hashSet.add("D");
hashSet.add("B");
hashSet.add("C");
hashSet.add("A");
for(Iteratoriterator=hashSet.iterator();iterator.hasNext();){
Stringstring=(String)iterator.next();
System.out.print(string+"");
}//DABC

•修改元素

由于HashMap中的key值不能修改，所以HashSet不能进行修改元素的操作

•删除元素

1.remove(Objecto)删除指定元素（调用HashMap中的remove方法实现，返回值为true或者false）

publicbooleanremove(Objecto){
returnmap.remove(o)==PRESENT;
}

2.clear()清空元素（调用HashMap中的clear方法实现，没有返回值）

publicvoidclear(){
map.clear();
}

2.TreeSet

TreeSet是SortedSet接口的唯一实现类。前面说过，TreeSet没有自己的数据结构而是通过TreeMap实现的，所以TreeSet也是基于红黑二叉树的一种存储结构，所以TreeSet不允许null对象，并且是有序存储的（默认升序）。

privatetransientNavigableMapm;

//DummyvaluetoassociatewithanObjectinthebackingMap
privatestaticfinalObjectPRESENT=newObject();

上述源代码中的NavigableMap是继承自SrotedMap的一个接口，其实现类为TreeMap，因此TreeSet中的数据是通过TreeMap来存储的，此处的PRESENT也是没有实际意义的虚拟值。

下面从源代码的角度来理解HashSet的基本用法：

•构造器（四种）

1.TreeSet()空的构造器，初始化一个空的TreeMap，默认升序排列

2.TreeSet(Comparatorcomparator)传入一个自定义的比较器，常常用于实现降序排列

3.TreeSet(Collectionc)传入一个子集c，用于初始化TreeMap对象，默认升序

4.TreeSet(SortedSets)传入一个有序的子集s，用于初始化TreeMap对象，采用子集的比较器

publicTreeSet(){
this(newTreeMap());
}

publicTreeSet(Comparatorcomparator){
this(newTreeMap<>(comparator));
}

publicTreeSet(Collectionc){
this();
addAll(c);
}

publicTreeSet(SortedSets){
this(s.comparator());
addAll(s);
}

应用示例

//自定义一个比较器，实现降序排列
SettreeSet=newTreeSet(newComparator(){

@Override
publicintcompare(Integero1,Integero2){
//return0;//默认升序
returno2.compareTo(o1);//降序
}
});
treeSet.add(200);
treeSet.add(120);
treeSet.add(150);
treeSet.add(110);
for(Iteratoriterator=treeSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//200150120110

ArrayListlist=newArrayList();
list.add(300);
list.add(120);
list.add(100);
list.add(150);
System.out.println(list);//[300,120,100,150]

//传入一个子集，默认升序排列
TreeSettreeSet=newTreeSet(list);
for(Iteratoriterator=treeSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//100120150300

/*
*传入一个有序的子集，采用子集的比较器
*注意子集的类型必须是SortedSet及其子类或者实现类，否则将采用默认的比较器
*所以此处subSet的类型也可以是TreeSet。
*/

SortedSetsubSet=newTreeSet(newComparator(){

@Override
publicintcompare(Integero1,Integero2){
//return0;//默认升序
returno2.compareTo(o1);//降序
}
});
subSet.add(200);
subSet.add(120);
subSet.add(150);
subSet.add(110);
for(Iteratoriterator=subSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//200150120110

System.out.println();
SettreeSet=newTreeSet(subSet);
for(Iteratoriterator=treeSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//200150120110

System.out.println();
treeSet.add(500);
treeSet.add(100);
treeSet.add(105);
for(Iteratoriterator=treeSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//500200150120110105100

•插入元素

1.add(Ee)插入指定的元素（调用TreeMap的put方法实现）

2.addAll(Collectionc)插入一个子集c

ArrayListlist=newArrayList();
list.add(300);
list.add(120);
list.add(100);
list.add(150);
System.out.println(list);//[300,120,100,150]

SettreeSet=newTreeSet();

//插入一个子集，默认升序
treeSet.addAll(list);
for(Iteratoriterator=treeSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//100120150300

•查找元素

1.contains(Objecto)判断集合中是否包含指定对象（调用TreeMap的containsKey方法实现）

2.与HashSet一样，TreeSet的实现类中没有get方法，所以只能通过迭代器依次遍历，而不能随机访问（调用TreeMap中keySet的迭代器实现）。

•修改元素

TreeSet不能进行修改元素的操作，原因与HashSet一样。

•删除元素

1.remove(Objecto)删除指定元素（调用TreeMap中的remove方法实现，返回true或者false）

publicbooleanremove(Objecto){
returnm.remove(o)==PRESENT;
}

2.clear()清空元素（调用TreeMap中的clear方法实现，无返回值）

publicvoidclear(){
m.clear();
}

应用示例：

ArrayListlist=newArrayList();
list.add(300);
list.add(120);
list.add(100);
list.add(150);
System.out.println(list);//[300,120,100,150]

SettreeSet=newTreeSet();

//插入一个子集，默认升序
treeSet.addAll(list);
for(Iteratoriterator=treeSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//100120150300

System.out.println(treeSet.remove(100));//true
for(Iteratoriterator=treeSet.iterator();iterator.hasNext();){
Integerinteger=(Integer)iterator.next();
System.out.print(integer+"");
}//120150300

treeSet.clear();
System.out.println(treeSet.size());//0

至此，HashSet和TreeSet的存储结构及基本用法介绍完毕。

以上这篇java集合类源码分析之Set详解就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持毛票票。

java集合类源码分析之Set详解

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