java集合类源码分析之Set详解

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。

static final long serialversionuid = -5024744406713321676l;

 private transient hashmap<e,object> map;

 // dummy value to associate with an object in the backing map
 private static final object present = new object();

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(collection<? extends e> c) 传入一个子集c，用于初始化hashmap

3.hashset(int initialcapacity, float loadfactor) 初始化一个空的hashmap，并指定初始容量和加载因子

4.hashset(int initialcapacity) 初始化一个空的hashmap，并指定初始容量

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);
 }

 public hashset(int initialcapacity) {
  map = new hashmap<>(initialcapacity);
 }

•插入元素

1.add(e e) 插入指定元素（调用hashmap的put方法实现）

   set<string> hashset = new hashset<string>();
   hashset.add("d");
   hashset.add("b");
   hashset.add("c");
   hashset.add("a");

•查找元素

1.contains(object o) 判断集合中是否包含指定的元素（调用hashmap的containskey方法实现）

  public boolean contains(object o) {
   return map.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）

  public iterator<e> iterator() {
   return map.keyset().iterator();
  }

应用示例：

set<string> hashset = new hashset<string>();
  hashset.add("d");
  hashset.add("b");
  hashset.add("c");
  hashset.add("a");
  for (iterator iterator = hashset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   string string = (string) iterator.next();
   system.out.print(string+" ");
  }//d a b c

•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(object o) 删除指定元素（调用hashmap中的remove方法实现，返回值为true或者false）

  public boolean remove(object o) {
   return map.remove(o)==present;
  }

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

public void clear() {
   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）。

private transient navigablemap<e,object> m;
 
// dummy value to associate with an object in the backing map
private static final object present = new object();

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(comparator<? super e> comparator) 传入一个自定义的比较器，常常用于实现降序排列

3.treeset(collection<? extends e> c) 传入一个子集c，用于初始化treemap对象，默认升序

4.treeset(sortedset<e> s) 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

public treeset() {
  this(new treemap<e,object>());
 }

 public treeset(comparator<? super e> comparator) {
  this(new treemap<>(comparator));
 }

 public treeset(collection<? extends e> c) {
  this();
  addall(c);
 }

 public treeset(sortedset<e> s) {
  this(s.comparator());
  addall(s);
 }

应用示例

//自定义一个比较器，实现降序排列
  set<integer> treeset = new treeset<integer>(new comparator<integer>() {

   @override
   public int compare(integer o1, integer o2) {
//    return 0;  //默认升序
    return o2.compareto(o1);//降序
   }
  });
  treeset.add(200);
  treeset.add(120);
  treeset.add(150);
  treeset.add(110);
  for (iterator iterator = treeset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  } //200 150 120 110

arraylist<integer> list = new arraylist<integer>();
  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
  treeset<integer> treeset = new treeset<integer>(list);
  for (iterator iterator = treeset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  }//100 120 150 300

/*
   * 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。
   */
  
  sortedset<integer> subset = new treeset<integer>(new comparator<integer>() {

   @override
   public int compare(integer o1, integer o2) {
//    return 0;  //默认升序
    return o2.compareto(o1);//降序
   }
  });
  subset.add(200);
  subset.add(120);
  subset.add(150);
  subset.add(110);
  for (iterator iterator = subset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  } //200 150 120 110 
  
  system.out.println();
  set<integer> treeset = new treeset<integer>(subset);
  for (iterator iterator = treeset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  }//200 150 120 110 
  
  system.out.println();
  treeset.add(500);
  treeset.add(100);
  treeset.add(105);
  for (iterator iterator = treeset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  }//500 200 150 120 110 105 100

• 插入元素

1.add(e e) 插入指定的元素（调用treemap的put方法实现）

2.addall(collection<? extends e> c) 插入一个子集c

arraylist<integer> list = new arraylist<integer>();
  list.add(300);
  list.add(120);
  list.add(100);
  list.add(150);
  system.out.println(list); //[300, 120, 100, 150]
  
  set<integer> treeset = new treeset<integer>();
  
  //插入一个子集，默认升序
  treeset.addall(list);
  for (iterator iterator = treeset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  }//100 120 150 300

•查找元素

1.contains(object o) 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(object o) 删除指定元素（调用treemap中的remove方法实现，返回true或者false）

  public boolean remove(object o) {
   return m.remove(o)==present;
  }

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

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

应用示例：

arraylist<integer> list = new arraylist<integer>();
  list.add(300);
  list.add(120);
  list.add(100);
  list.add(150);
  system.out.println(list); //[300, 120, 100, 150]
  
  set<integer> treeset = new treeset<integer>();
  
  //插入一个子集，默认升序
  treeset.addall(list);
  for (iterator iterator = treeset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  }//100 120 150 300 
  
  system.out.println(treeset.remove(100));//true
  for (iterator iterator = treeset.iterator(); iterator.hasnext();) {
   integer integer = (integer) iterator.next();
   system.out.print(integer+" ");
  }//120 150 300 
  
  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。