Java集合类源码之Set的具体分析
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。
以上就是Java集合类源码之Set的具体分析的详细内容，更多请关注其它相关文章！