【Java】集合类 - Set - HashSet

Posted by 西维蜀黍 on 2019-03-15, Last Modified on 2023-02-28

HashSet类

HashSet类实现了Set接口,底层由HashMap来实现(后面进行分析),为哈希表结构,新增元素相当于HashMap的key,value默认为一个固定的Object。在我看来,HashSet相当于一个阉割版的HashMap。

当有元素插入的时候,会计算元素的hashCode值,将元素插入到哈希表对应的位置中来。

特点

  • 不允许出现重复因素;
  • 允许插入Null值;
  • 元素无序(添加顺序和遍历顺序不一致);
  • 线程不安全,若2个线程同时操作HashSet,必须通过代码实现同步;

HashSet的add(E e)方法

让我们来看看HashSet的add(E e)方法:

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

在底层HashSet调用了HashMapput(K key, V value) 方法,而对于每个添加到HashSet中的元素在HashMap的值均为PRESENT,它是一个静态的Object对象。

当调用HashSet的 add(E e) 方法,以添加HashMap的集合元素时,实际上转变为调用HashMap的 put(K key, V value) 方法来添加一个 key-value对,其中key对应 add(E e) 方法中提供的e,而value对应一个PRESENT对象(声明为private static final Object PRESENT = new Object();)。

当向HashMap新放入一个Entry时,这个Entry的key与HashMap中原有一个Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true)时,新添加的Entry的value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,新添加的集合元素(底层由HashMap的key保存)不会覆盖已有的集合元素

判断HashSet元素是否重复

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {
            return true;
        }
        if (null != obj && obj instanceof Person) {
            Person p = (Person) obj;
            if (name.equals(p.name) && age == p.age) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Person> set = new HashSet<Person>();
        Person p1 = new Person("zhangsan", 22);
        Person p2 = new Person("zhangsan", 22);

        set.add(p1);
        set.add(p2);

        System.out.println(set.size());
    }
}

分析

上面程序中,向HashSet里添加两个完全一样的Person(“zhangsan”, 22)对象,实际输出对象个数为2,这是因为HashSet判断两个对象相等的标准除了要求通过equals()方法返回true之外,还要求两个对象的hashCode()返回值相等。而上面程序没有重写Person类的hashCode()方法,两个Person对象的hashCode()返回值并不相同,因此HashSet会把它们当成2个对象处理。

由此可见,当试图把某个类的对象当成HashMap的key,或者试图将这个类的对象放入HashSet中保存时,重写该类的equals(Object obj)方法和hashCode()方法很重要,而且这两个方法的返回值必须一致。当该类的两个hashCode()返回值相同时,它们通过equals()方法比较也应该返回true。通常来说,所有参与计算hashCode()返回值的关键属性,都应该用于作为equals()比较的标准。

如下程序就正确重写了Person类的hashCode()方法和equals()方法:

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {
            return true;
        }
        if (null != obj && obj instanceof Person) {
            Person p = (Person) obj;
            if (name.equals(p.name)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.name.hashCode();
    }
}

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Person> set = new HashSet<Person>();
        Person p1 = new Person("zhangsan", 22);
        Person p2 = new Person("zhangsan", 22);

        set.add(p1);
        set.add(p2);

        System.out.println(set.size());

    }
}

Reference