前言
在前面的文章中笔者对List接口以及List接口的一个具体实现类ArrayList的源码做了相关的分析
这篇文章主要讨论Set接口的设计、以及Set接口的一个实现类HashSet的设计细节。对于他们的思
考，同样是基于源码学习的。
Set接口设计
通过阅读API和源码我们可以知道Java中的Set和数学行直观的“集”的概念是相同的。Set的最大特
点也就是不允许在其中放入重复的元素。Set集合最多只能包含一个null元素。至于这种特点是如何
实现的，我们先不考究。在其具体子类HashSet里我们在讨论之。
Set接口源码解析
首先看看Set的源码吧。
package com.kiritor; /** Set源码研究*/ import java.util.Iterator; public interface Set<E> extends Collection<E> { int size(); boolean isEmpty(); boolean contains(Object o); Iterator<E> iterator(); Object[] toArray(); <T> T[] toArray(T[] a); boolean add(E e); boolean remove(Object o); boolean containsAll(Collection<?> c); boolean addAll(Collection<? extends E> c); boolean retainAll(Collection<?> c); boolean removeAll(Collection<?> c); void clear(); boolean equals(Object o); int hashCode(); } 可以看出的是Set继承至Collection，而且通过对比还可以知道的是，Set提供的方法和Colllection 指定的方法是完全一样的。那么它的不重复是如何体现的呢？这里我们通过研究其具体实现类
HashSet来说明。
HashSet类实现
同样的对于HashSet类的具体源码笔者就不贴出来了。这里我们只是简要的对其的方法做一些分析。
首先看看HashSet类的头部吧。
对于序列化、Cloneable接口笔者就不细说了。这里HashSet继承AbstactSet这个中间抽象类，并且
这个抽象类又继承至AbstractCollection。这里简要的说说自己的理解。在前一章对ArrayList的学习中，
笔者并未就这方面给予解释。AbstractCollection其实更像是实现List，Set的共同的方法，而AbstactSet
AbstactList更像是提供给Set、List各自特有方法的实现。
1、底层实现
通过其源码的观察可以知道的是HashSet的底层实现是基于HashMap的。它不保证Set的迭代顺序
而且不保证该顺序永久不变。HashSet的实现较为的简单，其相关的操作都是通过直接调用底层
HashMap的相关方法来完成。
// 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();
2、构造方法
/** * 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); } 3、存储元素
/** * 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。 */ public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; } 4、读取、遍历元素
/** * 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。 */ public Iterator<E> iterator() { return map.keySet().iterator(); } 5、删除元素
/** * 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。 */ public boolean remove(Object o) { return map.remove(o)==PRESENT; } 6、元素不重复
Set是一种不包含重复元素的Collection，Set最多只有一个null元素。能够想到的是Set的构
造函数一定有一个约束条件，限制传入的Collection不能包含重复的元素。
到底是如何进行限定的呢？我们先看其HashSet的构造器吧。
理所当然的我们应该进入addAll()方法。进入其方法内部，由于HashSet是继承
AbstractCollection(提供Collection的骨干实现)。addAll方法由AbstractCollection实现
阅读源码可以知道，要想找到关键所在，就要进入add方法了，不过这里我们查看在
AbstractCollection类中查看add方法是他是空的。貌似断了......想想其实不然：时刻需要留意的
是java中的多态性，我们看看子类中的实现吧：
得！我们又的进入HashMap类中去查看put方法的实现。(HashSet基于HashMap实现)
final int hash(Object k) { int h = 0; if (useAltHashing) { if (k instanceof String) { return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k); } h = hashSeed; } h ^= k.hashCode(); // This function ensures that hashCodes that differ only by // constant multiples at each bit position have a bounded // number of collisions (approximately 8 at default load factor). h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); } 相关阅读： Thinking in Java之深入Collection源码学习
Thinking in Java之List、ArrayList源码学习
Thinking in Java之ArrayList、Vector比较
Thinking in Java之Set、HashSet源码学习
