通过源码探查HashSet究竟是如何保证唯一性的
面试官: 你能简单介绍下List和Set有什么区别吗?
小憨:
List是一个有序的集合,在内存是连续存储的,可以存储重复的元素,List查询快,增删慢;Set是一个无序的集合,在内存中不连续,不可以存储重复的元素,Set增删快,查询慢;面试官: 那HashSet是如何保证元素不重复的?
(资料图)
小憨: 3分钟。。。
为了避免出现小憨这种知其然不知其所以然的尴尬,我们还是有必要来分析下上述问题的。
客官,且看下文
我们都知道HashSet存放的元素是不允许重复的,那么HashSet又是是如何保证元素不可重复的,你知道吗?
先看段源码
public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable{ static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; private transient HashMap<E,Object> map; private static final Object PRESENT = new Object(); public HashSet() { map = new HashMap<>(); } public HashSet(Collection<? extends E> c) { map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); addAll(c); } public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor); }}
乍一看这段代码,哎呦我去,new HashSet()操作不就不是维护了一个HashMap嘛,要是这么往下演的话,我觉得我这点功力也能看个大概呀!
诸位同仁,咱接着往下看
public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null;}
什么,这不就是map操作么,瞬间我来个下饭推理;
Map中的key是不允许重复的,而你HashSet正好利用我Map中key不重复的特性来校验重复元素,妙哉妙哉。
确实,HashSet确实是利用Map的这一特性实现了元素的不重复特性,但是我们再来深挖一下,Map他又是如何来保证key不重复的呢?
与其说这篇文章是介绍HashSet如何保证元素不重复的,倒不如说Map是如何保证Key不重复的。
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // 1、如果该位置不存在,直接插入 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { Node<K,V> e; K k; // 2、如果存在,判断是否是重复元素 if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize(); afterNodeInsertion(evict); return null; }
上面部分我重点圈了两段代码,分别是1和2。
第一段
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
这段代码其实主要是通过hash计算该元素的位置,然后判断该位置是否有值,如果没有值,那么可以直接插入,最后返回null;
第二段
if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p;
如果通过计算,该位置上已经有其他元素,那么接下来就会通过hash和equals进行判断,判断它是不是重复元素,如果重复元素,那么最后会将这个重复元素返回。
通过第二段代码我们可以发现,判断元素是否重复,使用的是hash和equals方法进行判断的,所有我们Set里面如果存放的是对象,那么一定要重写hash和equals方法。
现在是不是很清晰了,为啥要重写equals方法了,不会出现那么诡异的代码了,这两个对象值都一样啊,为什么Set没去重呢!
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