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Java HashSet添加 遍历元素源码分析

HashSet 类图

HashSet 简单说明

1.HashSet 实现了 Set 接口

2.HashSet 底层实际上是由 HashMap 实现的

3.可以存放 null,但是只能有一个 null

4.HashSet 不保证元素是有序的(即不保证存放元素的顺序和取出元素的顺序一致),取决于 hash 后,再确定索引的结果

5.不能有重复的元素

HashSet 底层机制说明

HashSet 底层是 HashMap,HashMap 底层是 数组 + 链表 + 红黑树

模拟数组+链表的结构

HashSet 添加元素底层机制

HashSet 添加元素的底层实现

1.HashSet 底层是 HashMap

2.当添加一个元素时,会先得到 待添加元素的 hash 值,然后将其转换成一个 索引值

3.查询存储数据表(Node 数组) table,看当前 待添加元素 所对应的 索引值 的位置是否已经存放了 其它元素

4.如果当前 索引值 所对应的的位置不存在 其它元素,就将当前 待添加元素 放到这个 索引值 所对应的的位置

5.如果当前 索引值 所对应的位置存在 其它元素,就调用 待添加元素.equals(已存在元素) 比较,结果为 true,则放弃添加;结果为 false,则将 待添加元素 放到 已存在元素 的后面(已存在元素.next = 待添加元素)

HashSet 扩容机制

1.HashSet 的底层是 HashMap,第一次添加元素时,table 数组扩容到 cap = 16,threshold(临界值) = cap * loadFactor(加载因子 0.75) = 12

2.如果 table 数组使用到了临界值 12,就会扩容到 cap * 2 = 32,新的临界值就是 32 * 0.75 = 24,以此类推

3.在 Java8 中,如果一条链表上的元素个数 到达 TREEIFY_THRESHOLD(默认是 8),并且 table 的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认是 64),就会进行 树化(红黑树)

4.判断是否扩容是根据 ++size > threshold,即是否扩容,是根据 HashMap 所存的元素个数(size)是否超过临界值,而不是根据 table.length() 是否超过临界值

HashSet 添加元素源码

HashSet 遍历元素底层机制

HashSet 遍历元素底层机制

1.HashSet 的底层是 HashMap,HashSet 的迭代器也是借由 HashMap 来实现的

2.HashSet.iterator() 实际上是去调用 HashMap 的 KeySet().iterator()

3.KeySet() 方法返回一个 KeySet 对象,而 KeySet 是 HashMap 的一个内部类

4.KeySet().iterator() 方法返回一个 KeyIterator 对象,KeyIterator 是 HashMap 的一个内部类

5.KeyIterator 继承了 HashIterator(HashMap的内部类) 类,并实现了 Iterator 接口,即 KeyIterator、HashIterator 才是真正实现 迭代器 的类

6.当执行完 Iterator iterator = HashSet.iterator; 之后,此时的 iterator 对象中已经存储了一个元素节点

怎么做到的?回到第 4 步,KeySet().iterator() 方法返回一个 KeyIterator 对象new KeyIterator() 调用 KeyIterator 的无参构造器在这之前,会先调用其父类 HashIterator 的无参构造器因此,分析 HashIterator 的无参构造器就知道发生了什么 next、current、index 都是 HashIterator 的属性Node<K,V>[] t = table; 先把 Node 数组 talbe 赋给 tcurrent = next = null; current、next 都置为 nullindex = 0; index 置为 0do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null); 这个 do-while 会在 table 中遍历 Node 结点一旦 (next = t[index++]) == null 不成立 时,就说明找到了一个 table 中的 Node 结点将这个节点赋给 next,并退出当前 do-while 循环此时 Iterator iterator = HashSet.iterator; 就执行完了当前 iterator 的运行类型其实是 HashIterator,而 HashIterator 的 next 中存储着从 table 中遍历出来的一个 Node 结点

7.执行 iterator.hasNext

此时的 next 存储着一个 Node,所以并不为 null,返回 true

8.执行 iterator.next()

I.Node<K,V> e = next; 把当前存储着 Node 结点的 next 赋值给了 e

II.(next = (current = e).next) == null 判断当前结点的下一个结点是否为 null

(a). 如果当前结点的下一个结点为 null,就执行 do {} while (index < t.length && (next = t[index++]) == null);,在 table 数组中遍历,寻找 table 数组中的下一个 Node 并赋值给 next(b). 如果当前结点的下一个结点不为 null,就将当前结点的下一个结点赋值给 next,并且此刻不会去 table 数组中遍历下一个 Node 结点

III.将找到的结点 e 返回

IV.之后每次执行 iterator.next() 都像 (a)、(b) 那样去判断遍历,直到遍历完成

HashSet 遍历元素源码

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