hashset去除重复值原理实例解析

java中的set是一个不包含重复元素的集合，确切地说，是不包含e1.equals(e2)的元素对。set中允许添加null。set不能保证集合里元素的顺序。

在往set中添加元素时，如果指定元素不存在，则添加成功。也就是说，如果set中不存在(e==null?e1==null:e.queals(e1))的元素e1,则e1能添加到set中。

下面以set的一个实现类hashset为例，简单介绍一下set不重复实现的原理：

package com.darren.test.overide;
public class customstring {
	private string value;
	public customstring() {
		this("");
	}
	public customstring(string value) {
		this.value = value;
	}
}

package com.darren.test.overide;
import java.util.hashset;
import java.util.set;
public class hashsettest {
	public static void main(string[] args) {
		string a = new string("a");
		string b = new string("a");
		customstring c = new customstring("b");
		customstring d = new customstring("b");
		system.out.println("a.equals(b) == " + a.equals(b));
		system.out.println("c.equals(d) == " + c.equals(d));
		set<object> set = new hashset<object>();
		set.add(a);
		set.add(b);
		set.add(c);
		set.add(d);
		system.out.println("set.size() == " + set.size());
		for (object object : set) {
			system.out.println(object);
		}
	}
}

运行结果如下：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == false 
set.size() == 3 
com.darren.test.overide.customstring@2c39d2 
a 
com.darren.test.overide.customstring@5795ce 

也许你已经看出关键来了，没错就是equals方法。这么说还是不恰当，准确的说应该是equals和hashcode方法。为什么这么说呢，让我们改一改customstring类在进行测试：

package com.darren.test.overide;
public class customstring {
	private string value;
	public customstring() {
		this("");
	}
	public customstring(string value) {
		this.value = value;
	}
	@override 
	  public boolean equals(object obj) {
		if (this == obj) {
			return true;
		} else if (obj instanceof customstring) {
			customstring customstring = (customstring) obj;
			return customstring.value.equals(value);
		} else {
			return false;
		}
	}
}

测试结果：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == true 
set.size() == 3 
com.darren.test.overide.customstring@12504e0 
a 
com.darren.test.overide.customstring@1630eb6 

这次的equals返回值都为true，但是set的size还是3

让我们继续改

package com.darren.test.overide;
public class customstring {
	private string value;
	public customstring() {
		this("");
	}
	public customstring(string value) {
		this.value = value;
	}
	@override 
	  public int hashcode() {
		// return super.hashcode(); 
		return 1;
	}
}

再看结果：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == false 
set.size() == 3 
com.darren.test.overide.customstring@1 
com.darren.test.overide.customstring@1 
a 

只重写hashcode方法，不重写equals方法也不行

最后再改一改

package com.darren.test.overide;
public class customstring {
	private string value;
	public customstring() {
		this("");
	}
	public customstring(string value) {
		this.value = value;
	}
	@override 
	  public boolean equals(object obj) {
		if (this == obj) {
			return true;
		} else if (obj instanceof customstring) {
			customstring customstring = (customstring) obj;
			return customstring.value.equals(value);
		} else {
			return false;
		}
	}
	@override 
	  public int hashcode() {
		// return super.hashcode(); 
		return 1;
	}
}

最后结果：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == true 
set.size() == 2 
com.darren.test.overide.customstring@1 
a 

可以了，证明需要重写equals方法和hashcode方法，来看原理：

java.lnag.object中对hashcode的约定：

1.在一个应用程序执行期间，如果一个对象的equals方法做比较所用到的信息没有被修改的话，则对该对象调用hashcode方法多次，它必须始终如一地返回同一个整数。

2.如果两个对象根据equals(objecto)方法是相等的，则调用这两个对象中任一对象的hashcode方法必须产生相同的整数结果。

3.如果两个对象根据equals(objecto)方法是不相等的，则调用这两个对象中任一个对象的hashcode方法，不要求产生不同的整数结果。但如果能不同，则可能提高散列表的性能。

在hashset中，基本的操作都是有hashmap底层实现的，因为hashset底层是用hashmap存储数据的。当向hashset中添加元素的时候，首先计算元素的hashcode值，然后用这个（元素的hashcode）%（hashmap集合的大小）+1计算出这个元素的存储位置，如果这个位置位空，就将元素添加进去；如果不为空，则用equals方法比较元素是否相等，相等就不添加，否则找一个空位添加。

如下是hashset的部分源码：

package java.util;
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。 
   */
	@override 
	  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）。 
   */
	@override 
	  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。 
   */
	@override 
	  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。 
   */
	@override 
	  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。 
   */
	@override 
	  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。 
   */
	@override 
	  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。 
   */
	@override 
	  public void clear() {
		map.clear();
	}
}

总结

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