面试宝典:数据结构-HashSet

Java集合类关系图整理

图1 图2

“脱掉HashSet的外衣“

构造函数

• 默认构造器

将传入的集合添加到HashSet的构造器

public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

• 将传入的集合添加到HashSet的构造器

public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
}

• 明确初始容量和装载因子的构造器

public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

• 仅明确初始容量的构造器（装载因子默认0.75）

 public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
 }

脱掉HashSet的外衣之后 发现里面是HashMap

新增元素

private static final Object PRESENT = new Object();

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

HashSet添加的元素是存放在HashMap的key位置上，而value取了默认常量PRESENT，是一个空对象

HashMap的存取及扩容原理

• 一个HashMap中是16个默认容量元素的阵列-每个区块对应于不同的哈希码值

• 如果各种对象具有相同的哈希码值，则它们将存储在单个存储buckets

• 如果达到了加载因子，则会创建一个新数组，该数组的大小是前一个数组的两倍，并且所有元素都会被重新分散并在新的相应存储块中并重新分配

• 要检索一个值，我们对一个键进行哈希处理，对其进行修改，然后转到相应的存储块，并在存在多个对象的情况下搜索潜在的链表

删除元素

removeNode

特点

• 存储唯一元素并允许空值

• 由HashMap支持

• 不保持插入顺序

• 不是线程安全的

HashSet如何保持唯一性

• 将一个对象放入一个HashSet时，它使用该对象的hashcode值来确定一个元素是否已经在该集合中

• 每个散列码值对应于某个块位置，该块位置可以包含计算出的散列值相同的各种元素

• 具有相同hashCode的两个对象可能不相等。因此，将使用equals（）方法比较同一存储桶中的对象

HashSet的性能

HashSet的性能主要受两个参数影响 - 初始容量和负载因子

将元素添加到集合的预期时间复杂度是O（1），在最坏的情况下（仅存在一个存储桶）可以降至O（n） - 因此，维护正确的HashSet容量至关重要

从JDK 8开始，最坏的情况时间复杂度为O（log * n）

较低的初始容量降低了空间复杂性，但增加了重新散布的频率

根据经验：

• 高初始容量适用于大量条目，几乎没有迭代

• 低初始容量适用于具有大量迭代的少数条目

结语

HashSet具有恒定的时间性能和避免重复的能力 只有深入了解它，才能更好的使用它