Set的常用实现类源码分析

Set的实现基本上是依靠于相应的Map实现，从某种意义上来说，了解Set，只需要去分析相应的Map就可以了。

Set实现类的继承关系图

这里写图片描述

HashSet 源码简要分析

翻开源码我们我可以清楚地看到HashSet中有一个变量map，它的类型是HashMap。不难想到，HashMap的键值是一个不可重复的集合，它恰好可以作为一个Set，也不难理解为什么要叫HashSet。

private transient HashMap<E,Object> map;
public HashSet() {
    //在构造方法中，new一个HaskMap对象
    map = new HashMap<>();
}

在HashSet中，总共有5个构造方法（包括上面的构造方法）。在其他的构造方法中，也同样是new一个HashMap或LinkedHashMap。

1. 使用HashMap的场景

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);
}

2. 使用LinkedHashMap的场景

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

3. 增删改查

基本上是调用HashMap所对应的操作方法。增加元素的时候，值传PRESENT给HashMap。

// 用来充当Map键值对中的值
private static final Object PRESENT = new Object();
public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
}
public boolean add(E e) {// 值传PRESENT
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}
public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}
public boolean isEmpty() {
    return map.isEmpty();
}
public int size() {
    return map.size();
}
public Iterator<E> iterator() {
    return map.keySet().iterator();
}
public void clear() {
    map.clear();
}

从整体上面来看，HashSet是对HashMap的二次封装。关键还是在于HashMap的实现之上。

LinkedHashSet 源码简要分析

它的所有方法以及成员变量如下图所示：

这里写图片描述

LinkedHashSet继承自HashSet。因此它是一个对HashSet的再次封装。它有5个函数，4个是构造函数。而且这些构造函数都将调用HashSet中的HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) 方法。如下：

public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    super(initialCapacity, loadFactor, true);
}
public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
    super(initialCapacity, .75f, true);
}
public LinkedHashSet() {
    super(16, .75f, true);
}
public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
    super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
    addAll(c);
}

TreeSet 源码简要分析

先再来单独看看其继承关系：

这里写图片描述

再来看其构造函数与重要的成员变量：

// 应该与上面的HashSet类似，用来存储
private transient NavigableMap<E,Object> m;
// 应该是用来填充键值对中的值
private static final Object PRESENT = new Object();
// 这个方法对我们来说不可见
TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
    this.m = m;
}
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);
}

从4个构造方法中，我们可以大致看出，这个NavigableMap是一个接口，而TreeMap实现了此接口，并在此处为元素的实际存储载体。

增删改查方面，TreeSet与HashSet的实现类似:

public int size() {
    return m.size();
}
public boolean isEmpty() {
    return m.isEmpty();
}
public boolean contains(Object o) {
    return m.containsKey(o);
}
public boolean add(E e) {
    return m.put(e, PRESENT)==null;
}
//后续不再列举...

后记

Set 相关的源码基本对应这样的一个关系：XxxSet 需要去学习、研究 XxxMap。 相关 Map 的分析待后续文章分析、记录。