1. 实现原理
TreeSet是一个有序的集合(底层使用的是二叉树),它的作用是提供有序的Set集合。它集成了AbstractSet抽象类,实现了NavigableSet<E>、Cloneable、java.io.Serializable接口。TreeSet是基于TreeMap实现的,TreeSet的元素支持2种排序方式:
-
自然排序:使用自然排序的元素需要实现Compareable接口,复写
CompareTo(Object obj)方法比较元素之间的大小关系,然后将元素按照升序排列。(默认排序方式) -
定制排序:当元素自身不具备比较性时,或者具备的比较性不是所需要的,这时就要让集合自身具有比较性。在初始化时,实现comparator接口,复写compare方法,在创建TreeSet集合对象时,提供一个一个Comparator对象。
2. 源码分析
2.1 构造方法
private transient HashMap<E,Object> map;
// 默认构造器
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
// 将传入的集合添加到HashSet的构造器
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
// 明确初始容量和装载因子的构造器
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
// 仅明确初始容量的构造器(装载因子默认0.75)
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
通过以上构造方法源码可以看出,TreeSet的底层使用的是HashMap。
HashMap的数据存储是通过数组+链表/红黑树实现的,存储大概流程是通过hash函数计算在数组中存储的位置,如果该位置已经有值了,判断key是否相同,相同则覆盖,不相同则放到元素对应的链表中,如果链表长度大于8,就转化为红黑树,如果容量不够,则需扩容。
2.2 add()
HashSet的add方法时通过HashMap的put方法实现的,不过HashMap是key-value键值对,而HashSet是集合。
private static final Object PRESENT = new Object();
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
2.2 remove()
HashSet的remove方法通过HashMap的remove方法来实现
// HashSet的remove方法
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
// map的remove方法
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
// 通过hash(key)找到元素在数组中的位置,再调用removeNode方法删除
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ? null : e.value;
}
/**
*
*/
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
// 步骤1.需要先找到key所对应Node的准确位置,首先通过(n - 1) & hash找到数组对应位置上的第一个node
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
// 1.1 如果这个node刚好key值相同,运气好,找到了
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
/**
* 1.2 运气不好,在数组中找到的Node虽然hash相同了,但key值不同,很明显不对, 我们需要遍历继续
* 往下找;
*/
else if ((e = p.next) != null) {
// 1.2.1 如果是TreeNode类型,说明HashMap当前是通过数组+红黑树来实现存储的,遍历红黑树找到对应node
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
else {
// 1.2.2 如果是链表,遍历链表找到对应node
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
// 通过前面的步骤1找到了对应的Node,现在我们就需要删除它了
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
/**
* 如果是TreeNode类型,删除方法是通过红黑树节点删除实现的,具体可以参考【TreeMap原理实现
* 及常用方法】
*/
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
/**
* 如果是链表的情况,当找到的节点就是数组hash位置的第一个元素,那么该元素删除后,直接将数组
* 第一个位置的引用指向链表的下一个即可
*/
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
/**
* 如果找到的本来就是链表上的节点,也简单,将待删除节点的上一个节点的next指向待删除节点的
* next,隔离开待删除节点即可
*/
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
// 删除后可能存在存储结构的调整,可参考【LinkedHashMap如何保证顺序性】中remove方法
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
2.3 遍历
HashSet作为集合,有多种遍历方法,如普通for循环,增强for循环,迭代器。
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> setString = new HashSet<> ();
setString.add("星期一");
setString.add("星期二");
setString.add("星期三");
setString.add("星期四");
setString.add("星期五");
Iterator it = setString.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
打印出来的结果如何呢?
星期二
星期三
星期四
星期五
星期一
由于HashSet是通过HashMap来实现的,HashMap通过hash(key)来确定存储的位置,是不具备存储顺序性的,因此HashSet遍历出的元素也并非按照插入的顺序。










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