前言
Set 表示由無重復(fù)對象組成的集合，也是集合框架中重要的一種集合類型，直接擴展自 Collection 接口。在一個 Set 中，不能有兩個引用指向同一個對象，或兩個指向 null 的引用。如果對象 a 和 b 的引用滿足條件 a.equals(b)，那么這兩個對象也不能同時出現(xiàn)在集合中。
通常 Set 是不要求元素有序的，但也有一些有序的實現(xiàn)，如 SortedMap 接口、LinkedHashSet 接口等。
概述
Set 的具體實現(xiàn)通常都是基于 Map 的。因為 Map 中鍵是唯一的，因而在基于 Map 實現(xiàn) Set 時，只需要關(guān)心 Map 中的鍵，和鍵關(guān)聯(lián)的值不需要有意義，使用一個任意的對象“占位”即可。我們在前面分析 Map 中的迭代器時，KeySet() 方法得到的就是一個 Set。
前面我們分析過 Map 接口的幾個具體實現(xiàn)，通用的實現(xiàn) HahsMap ，插入或訪問序的 LinkedHashMap ， 按照鍵升序的 TreeMap。同樣，在 Set 的具體實現(xiàn)中，也有 HashSet 、 LinkedHashSet 和 TreeSet 等，分別和 Map 一一對應(yīng)，它們的特性對應(yīng)著相應(yīng)的 Map 實現(xiàn)的特性。下面基于 HashSet 的實現(xiàn)做一個簡略的介紹。
HashSet 的實現(xiàn)
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
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();
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);
}
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
}
從成員變量和構(gòu)造方法可以清楚地看到，內(nèi)部使用了一個 HahsMap，同時定義了一個無意義的空的靜態(tài) Object 對象(占用8byte) PRESENT。既然 map 中和鍵關(guān)聯(lián)的值沒有意義，為什么不干脆使用 null 呢？我們看一下 add() 方法：
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
Map 的 put() 方法在添加一個新的鍵時會返回 null，在更新一個已經(jīng)存在的鍵關(guān)聯(lián)的值時會返回舊值。因而 Set 中的 add() 方法可以據(jù)此判斷新加入的元素是否改變了集合，如果改變了就返回 true。因而 PRESENT 不可以使用 null 。
其它的方法這里簡單地列一下，都是基于 map 實現(xiàn)的：
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
public int size() {
return map.size();
}
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}
public void clear() {
map.clear();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public Object clone() {
try {
HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
return newSet;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError(e);
}
}
//序列化
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden serialization magic
s.defaultWriteObject();
// Write out HashMap capacity and load factor
s.writeInt(map.capacity());
s.writeFloat(map.loadFactor());
// Write out size
s.writeInt(map.size());
// Write out all elements in the proper order.
for (E e : map.keySet())
s.writeObject(e);
}
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();
// Read capacity and verify non-negative.
int capacity = s.readInt();
if (capacity < 0) {
throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " +
capacity);
}
// Read load factor and verify positive and non NaN.
float loadFactor = s.readFloat();
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) {
throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
}
// Read size and verify non-negative.
int size = s.readInt();
if (size < 0) {
throw new InvalidObjectException("Illegal size: " +
size);
}
// Set the capacity according to the size and load factor ensuring that
// the HashMap is at least 25% full but clamping to maximum capacity.
capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f),
HashMap.MAXIMUM_CAPACITY);
// Create backing HashMap
map = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ?
new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
// Read in all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) s.readObject();
map.put(e, PRESENT);
}
}
小結(jié)
Set 的內(nèi)部通常是基于 Map 來實現(xiàn)的，Map 中的 Key 構(gòu)成了 Set，而 Value 全部使用一個無意義的 Object 。
Set 的特征與其內(nèi)部的 Set 的特征是一致的。基于 HashMap 的 HashSet 是無序時的最佳通用實現(xiàn)，基于 LinkedHashMap 的 LinkedHashSet 保留插入或訪問的順序，基于 TreeMap 的 TreeSet 可以按照元素升序排列，要求元素實現(xiàn) Comaprable 接口或自定義比較器。
HashSet , LinkedHashSet, TreeSet 都不是線程安全的，在多線程環(huán)境下使用時要注意同步問題。
CopyOnWriteArraySet 是一個線程安全的實現(xiàn)，但是并不是基于 Map 實現(xiàn)的，而是通過 CopyOnWriteArrayList 實現(xiàn)的。使用 addIfAbsent() 方法進行去重，性能比較一般。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持服務(wù)器之家。
