hashset去除重复值原理实例解析
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:
packagecom.darren.test.overide; publicclassCustomString{ privateStringvalue; publicCustomString(){ this(""); } publicCustomString(Stringvalue){ this.value=value; } }
packagecom.darren.test.overide; importjava.util.HashSet; importjava.util.Set; publicclassHashSetTest{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Stringa=newString("A"); Stringb=newString("A"); CustomStringc=newCustomString("B"); CustomStringd=newCustomString("B"); System.out.println("a.equals(b)=="+a.equals(b)); System.out.println("c.equals(d)=="+c.equals(d)); Set
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:
packagecom.darren.test.overide; publicclassCustomString{ privateStringvalue; publicCustomString(){ this(""); } publicCustomString(Stringvalue){ this.value=value; } @Override publicBooleanequals(Objectobj){ if(this==obj){ returntrue; }elseif(objinstanceofCustomString){ CustomStringcustomString=(CustomString)obj; returncustomString.value.equals(value); }else{ returnfalse; } } }
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
packagecom.darren.test.overide; publicclassCustomString{ privateStringvalue; publicCustomString(){ this(""); } publicCustomString(Stringvalue){ this.value=value; } @Override publicinthashCode(){ //returnsuper.hashCode(); return1; } }
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
packagecom.darren.test.overide; publicclassCustomString{ privateStringvalue; publicCustomString(){ this(""); } publicCustomString(Stringvalue){ this.value=value; } @Override publicBooleanequals(Objectobj){ if(this==obj){ returntrue; }elseif(objinstanceofCustomString){ CustomStringcustomString=(CustomString)obj; returncustomString.value.equals(value); }else{ returnfalse; } } @Override publicinthashCode(){ //returnsuper.hashCode(); return1; } }
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:
packagejava.util; publicclassHashSetextendsAbstractSet implementsSet ,Cloneable,java.io.Serializable { staticfinallongserialVersionUID=-5024744406713321676L; //底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。 privatetransientHashMap map; //定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为staticfinal。 privatestaticfinalObjectPRESENT=newObject(); /** *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。 */ publicHashSet(){ map=newHashMap (); } /** *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。 *@paramc其中的元素将存放在此set中的collection。 */ publicHashSet(Collection c){ map=newHashMap (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。 *@paraminitialCapacity初始容量。 *@paramloadFactor加载因子。 */ publicHashSet(intinitialCapacity,floatloadFactor){ map=newHashMap (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。 *@paraminitialCapacity初始容量。 */ publicHashSet(intinitialCapacity){ map=newHashMap (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。 *@paraminitialCapacity初始容量。 *@paramloadFactor加载因子。 *@paramdummy标记。 */ HashSet(intinitialCapacity,floatloadFactor,Booleandummy){ map=newLinkedHashMap (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staticfinal的Object对象标识。 *@return对此set中元素进行迭代的Iterator。 */ @Override publicIterator iterator(){ returnmap.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 publicintsize(){ returnmap.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 publicBooleanisEmpty(){ returnmap.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。 *@paramo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 publicBooleancontains(Objecto){ returnmap.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。 *@parame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 publicBooleanadd(Ee){ returnmap.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。 *@paramo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 publicBooleanremove(Objecto){ returnmap.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 publicvoidclear(){ map.clear(); } }
总结
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