hashset去除重复值原理实例解析

Java中的set是一个不包含重复元素的集合，确切地说，是不包含e1.equals(e2)的元素对。Set中允许添加null。Set不能保证集合里元素的顺序。

在往set中添加元素时，如果指定元素不存在，则添加成功。也就是说，如果set中不存在(e==null?e1==null:e.queals(e1))的元素e1,则e1能添加到set中。

下面以set的一个实现类HashSet为例，简单介绍一下set不重复实现的原理：

package com.darren.test.overide;
public class CustomString {
	private String value;
	public CustomString() {
		this("");
	}
	public CustomString(String value) {
		this.value = value;
	}
}

package com.darren.test.overide;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class HashSetTest {
	public static void main(String[] args) {
		String a = new String("A");
		String b = new String("A");
		CustomString c = new CustomString("B");
		CustomString d = new CustomString("B");
		System.out.println("a.equals(b) == " + a.equals(b));
		System.out.println("c.equals(d) == " + c.equals(d));
		Set<Object> set = new HashSet<Object>();
		set.add(a);
		set.add(b);
		set.add(c);
		set.add(d);
		System.out.println("set.size() == " + set.size());
		for (Object object : set) {
			System.out.println(object);
		}
	}
}

运行结果如下：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == false 
set.size() == 3 
com.darren.test.overide.CustomString@2c39d2 
A 
com.darren.test.overide.CustomString@5795ce 

也许你已经看出关键来了，没错就是equals方法。这么说还是不恰当，准确的说应该是equals和hashcode方法。为什么这么说呢，让我们改一改CustomString类在进行测试：

package com.darren.test.overide;
public class CustomString {
	private String value;
	public CustomString() {
		this("");
	}
	public CustomString(String value) {
		this.value = value;
	}
	@Override 
	  public Boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj) {
			return true;
		} else if (obj instanceof CustomString) {
			CustomString customString = (CustomString) obj;
			return customString.value.equals(value);
		} else {
			return false;
		}
	}
}

测试结果：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == true 
set.size() == 3 
com.darren.test.overide.CustomString@12504e0 
A 
com.darren.test.overide.CustomString@1630eb6 

这次的equals返回值都为true，但是set的size还是3

让我们继续改

package com.darren.test.overide;
public class CustomString {
	private String value;
	public CustomString() {
		this("");
	}
	public CustomString(String value) {
		this.value = value;
	}
	@Override 
	  public int hashCode() {
		// return super.hashCode(); 
		return 1;
	}
}

再看结果：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == false 
set.size() == 3 
com.darren.test.overide.CustomString@1 
com.darren.test.overide.CustomString@1 
A 

只重写hashCode方法，不重写equals方法也不行

最后再改一改

package com.darren.test.overide;
public class CustomString {
	private String value;
	public CustomString() {
		this("");
	}
	public CustomString(String value) {
		this.value = value;
	}
	@Override 
	  public Boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj) {
			return true;
		} else if (obj instanceof CustomString) {
			CustomString customString = (CustomString) obj;
			return customString.value.equals(value);
		} else {
			return false;
		}
	}
	@Override 
	  public int hashCode() {
		// return super.hashCode(); 
		return 1;
	}
}

最后结果：

a.equals(b) == true 
c.equals(d) == true 
set.size() == 2 
com.darren.test.overide.CustomString@1 
A 

可以了，证明需要重写equals方法和hashCode方法，来看原理：

java.lnag.Object中对hashCode的约定：

1.在一个应用程序执行期间，如果一个对象的equals方法做比较所用到的信息没有被修改的话，则对该对象调用hashCode方法多次，它必须始终如一地返回同一个整数。

2.如果两个对象根据equals(Objecto)方法是相等的，则调用这两个对象中任一对象的hashCode方法必须产生相同的整数结果。

3.如果两个对象根据equals(Objecto)方法是不相等的，则调用这两个对象中任一个对象的hashCode方法，不要求产生不同的整数结果。但如果能不同，则可能提高散列表的性能。

在HashSet中，基本的操作都是有HashMap底层实现的，因为HashSet底层是用HashMap存储数据的。当向HashSet中添加元素的时候，首先计算元素的hashcode值，然后用这个（元素的hashcode）%（HashMap集合的大小）+1计算出这个元素的存储位置，如果这个位置位空，就将元素添加进去；如果不为空，则用equals方法比较元素是否相等，相等就不添加，否则找一个空位添加。

如下是HashSet的部分源码：

package java.util;
public class HashSet<E> extends AbstractSet<E>  
  implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable 
{
	static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
	// 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。   
	private transient HashMap<E,Object> map;
	// 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value，将此对象定义为static final。   
	private static final Object PRESENT = new Object();
	/** 
   * 默认的无参构造器，构造一个空的HashSet。 
   *  
   * 实际底层会初始化一个空的HashMap，并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。 
   */
	public HashSet() {
		map = new HashMap<E,Object>();
	}
	/** 
   * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。 
   * 
   * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定 
   * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。 
   * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。 
   */
	public HashSet(Collection< extends E> c) {
		map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
		addAll(c);
	}
	/** 
   * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。 
   * 
   * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。 
   * @param initialCapacity 初始容量。 
   * @param loadFactor 加载因子。 
   */
	public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
		map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
	}
	/** 
   * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。 
   * 
   * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。 
   * @param initialCapacity 初始容量。 
   */
	public HashSet(int initialCapacity) {
		map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
	}
	/** 
   * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 
   * 此构造函数为包访问权限，不对外公开，实际只是是对LinkedHashSet的支持。 
   * 
   * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。 
   * @param initialCapacity 初始容量。 
   * @param loadFactor 加载因子。 
   * @param dummy 标记。 
   */
	HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, Boolean dummy) {
		map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
	}
	/** 
   * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。 
   *  
   * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。 
   * 可见HashSet中的元素，只是存放在了底层HashMap的key上， 
   * value使用一个static final的Object对象标识。 
   * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。 
   */
	@Override 
	  public Iterator<E> iterator() {
		return map.keySet().iterator();
	}
	/** 
   * 返回此set中的元素的数量（set的容量）。 
   * 
   * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量，就得到该Set中元素的个数。 
   * @return 此set中的元素的数量（set的容量）。 
   */
	@Override 
	  public int size() {
		return map.size();
	}
	/** 
   * 如果此set不包含任何元素，则返回true。 
   * 
   * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。 
   * @return 如果此set不包含任何元素，则返回true。 
   */
	@Override 
	  public Boolean isEmpty() {
		return map.isEmpty();
	}
	/** 
   * 如果此set包含指定元素，则返回true。 
   * 更确切地讲，当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 
   * 的e元素时，返回true。 
   * 
   * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。 
   * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。 
   * @return 如果此set包含指定元素，则返回true。 
   */
	@Override 
	  public Boolean contains(Object o) {
		return map.containsKey(o);
	}
	/** 
   * 如果此set中尚未包含指定元素，则添加指定元素。 
   * 更确切地讲，如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 
   * 的元素e2，则向此set 添加指定的元素e。 
   * 如果此set已包含该元素，则该调用不更改set并返回false。 
   * 
   * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。 
   * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时，当新放入HashMap的Entry中key 
   * 与集合中原有Entry的key相同（hashCode()返回值相等，通过equals比较也返回true）， 
   * 新添加的Entry的value会将覆盖原来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时，新添加的集合元素将不会被放入HashMap中， 
   * 原来的元素也不会有任何改变，这也就满足了Set中元素不重复的特性。 
   * @param e 将添加到此set中的元素。 
   * @return 如果此set尚未包含指定元素，则返回true。 
   */
	@Override 
	  public Boolean add(E e) {
		return map.put(e, PRESENT)==null;
	}
	/** 
   * 如果指定元素存在于此set中，则将其移除。 
   * 更确切地讲，如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e， 
   * 则将其移除。如果此set已包含该元素，则返回true 
   * （或者：如果此set因调用而发生更改，则返回true）。（一旦调用返回，则此set不再包含该元素）。 
   * 
   * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。 
   * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。 
   * @return 如果set包含指定元素，则返回true。 
   */
	@Override 
	  public Boolean remove(Object o) {
		return map.remove(o)==PRESENT;
	}
	/** 
   * 从此set中移除所有元素。此调用返回后，该set将为空。 
   * 
   * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 
   */
	@Override 
	  public void clear() {
		map.clear();
	}
}

总结

以上就是本文关于hashset去除重复值原理实例解析的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！