HashSet的定义

HashSet类实现了Set接口，由一个实际上是HashMap实例的散列表支持。不能保证该集合的迭代次序，这意味着该类不能保证元素随时间的不变顺序。这个类允许null元素。该类还为基本操作(如添加，删除，包含和大小)提供了恒定的时间性能，假定散列函数将元素正确地分散到桶中，我们将在文章中进一步讨论。
HashSet的一些重要特性是：

  • 实现Set Interface。
  • HashSet的基础数据结构是散列表。
  • 由于它实现了Set Interface，所以不允许重复值。
  • 您在HashSet中插入的对象不保证以相同顺序插入。对象基于其哈希码插入。
  • HashSet中允许使用NULL元素。
  • HashSet还实现了Searlizable和Cloneable接口。



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现在为了维持恒定的时间性能，迭代HashSet需要的时间与HashSet实例的大小(元素数量)加上支持HashMap实例的“容量”(桶的数量)的总和成正比。因此，如果迭代性能很重要，不要将初始容量设置得太高(或者负载因子太低)是非常重要的。

初始容量：初始容量意味着在创建散列表(HashSet内部使用散列表数据结构)时创建桶的数量。如果当前尺寸变满，桶的数量将自动增加。负载因数：负载因数是衡量HashSet在其容量自动增加之前能够获得的满量程。当哈希表中的条目数量超过负载因子和当前容量的乘积时，散列表就会被重新映射(即重建内部数据结构)，以便散列表大约是存储桶数量的两倍。

表格中存储的元素数量   加载因子= -----------------------------------------                        散列表的大小

示例：如果内部容量为16并且加载因子为0.75，那么当表中有12个元素时，桶的数量会自动增加。

对性能的影响：
负载因子和初始容量是影响HashSet操作性能的两个主要因素。0.75的负载因子在时间和空间复杂度方面提供了非常有效的性能。如果我们将负载因子值增加得超过这个值，那么内存开销将会减少(因为它会减少内部重建操作)，但是它会影响哈希表中的添加和搜索操作。为了减少重新哈希操作，我们应该明智地选择初始容量。如果初始容量大于最大入口数量除以负载因子，则不会发生重新刷新操作。

注：HashSet中的实现不同步，因为如果多个线程同时访问散列集，并且至少有一个线程修改了该集，它必须在外部同步。这通常是通过在自然封装集合的某个对象上进行同步来完成的。如果不存在这样的对象，则应该使用Collections.synchronizedSet方法来“包装”该集合。这最好在创建时完成，以防止意外的不同步访问集合，如下所示：

Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));

HashSet中的构造函数：

  1. HashSet h = new HashSet();
    默认初始容量为16，默认加载因子为0.75。
  2. HashSet h = new HashSet(int initialCapacity);
    默认的0.75的loadFactor
  3. HashSet h = new HashSet(int initialCapacity，float loadFactor);
  4. HashSet h = new HashSet(Collection C);

下面的程序说明了HashSet的几个基本操作：

// Java program to demonstrate working of HashSet
import java.util.*;
class Test
{
 public static void main(String[]args)
 {
 HashSet h = new HashSet();
 // Adding elements into HashSet usind add()
 h.add("India");
 h.add("Australia");
 h.add("South Africa");
 h.add("India");// adding duplicate elements
 // Displaying the HashSet
 System.out.println(h);
 System.out.println("List contains India or not:" +
 h.contains("India"));
 // Removing items from HashSet using remove()
 h.remove("Australia");
 System.out.println("List after removing Australia:"+h);
 // Iterating over hash set items
 System.out.println("Iterating over list:");
 Iterator i = h.iterator();
 while (i.hasNext())
 System.out.println(i.next());
 }
}

输出：

[South Africa, Australia, India]List contains India or not:trueList after removing Australia:[South Africa, India]Iterating over list:South AfricaIndia

HashSet的内部工作
由Map内部备份的所有Set接口类。HashSet使用HashMap在内部存储它的对象。您一定想知道，要在HashMap中输入值，我们需要一个键值对，但在HashSet中，我们只传递一个值。

存储在HashMap中
实际上，我们在HashSet中插入的值作为映射对象的关键字，并且其值java使用常量变量。所以在键值对中，所有键都具有相同的值。

在java文档中实现HashSet：

private transient HashMap map;//构造函数 -  1//所有的构造函数都在内部创建HashMap对象。public HashSet(){    //创建内部支持HashMap对象    map = new HashMap();}//构造函数 -  2public HashSet(int initialCapacity){    //创建内部支持HashMap对象    map = new HashMap(initialCapacity);}//与map中的对象关联的虚拟值private static final Object PRESENT = new Object();

如果我们看一下HashSet类的add()方法：

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

我们可以注意到，HashSet类的add()方法通过传递指定的元素作为键和常量“PRESENT”作为其值，来内部调用支持HashMap对象的put()方法。

remove()方法也以相同的方式工作。它内部调用Map接口的remove方法。

public boolean remove(Object o){  return map.remove(o)== PRESENT;}

HashSet操作的时间复杂度：HashSet的基础数据结构是散列表。因此，对于添加，移除和查找(包含方法)操作，HashSet需要O(1)次的时间复杂度(平均或通常情况下)的时间复杂度。

HashSet中的方法：

  1. boolean add(E e)：用于添加指定元素(如果不存在)，如果存在则返回false。
  2. void clear()：用于删除set中的所有元素。
  3. boolean contains(Object o)： 如果元素存在于set中，则返回true。
  4. boolean remove(Object o)：用于删除元素，如果它存在于set中。
  5. Iterator iterator(): 用于返回集合中元素的迭代器。
  6. boolean isEmpty()：用于检查集合是否为空。返回true表示空，false表示非空条件。
  7. int size()：用于返回集合的大小。
  8. Object clone()：用于创建集合的浅表副本。