hashset去除重复值原理实例解析

2024-07-13 10:14:57

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供稿：网友

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！

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