面试宝典:数据结构-HashSet

Java集合类关系图整理

图1
图2

“脱掉HashSet的外衣“

构造函数

  • 默认构造器

将传入的集合添加到HashSet的构造器

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);
 }

脱掉HashSet的外衣之后 发现里面是HashMap

新增元素

private static final Object PRESENT = new Object();

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

HashSet添加的元素是存放在HashMap的key位置上,而value取了默认常量PRESENT,是一个空对象

HashMap的存取及扩容原理
  • 一个HashMap中是16个默认容量元素的阵列-每个区块对应于不同的哈希码值

  • 如果各种对象具有相同的哈希码值,则它们将存储在单个存储buckets

  • 如果达到了加载因子,则会创建一个新数组,该数组的大小是前一个数组的两倍,并且所有元素都会被重新分散并在新的相应存储块中并重新分配

  • 要检索一个值,我们对一个键进行哈希处理,对其进行修改,然后转到相应的存储块,并在存在多个对象的情况下搜索潜在的链表

删除元素

removeNode

特点

  • 存储唯一元素并允许空值

  • 由HashMap支持

  • 不保持插入顺序

  • 不是线程安全的

HashSet如何保持唯一性

  • 将一个对象放入一个HashSet时,它使用该对象的hashcode值来确定一个元素是否已经在该集合中

  • 每个散列码值对应于某个块位置,该块位置可以包含计算出的散列值相同的各种元素

  • 具有相同hashCode的两个对象可能不相等。因此,将使用equals()方法比较同一存储桶中的对象

HashSet的性能

HashSet的性能主要受两个参数影响 - 初始容量和负载因子

将元素添加到集合的预期时间复杂度是O(1),在最坏的情况下(仅存在一个存储桶)可以降至O(n) - 因此,维护正确的HashSet容量至关重要

从JDK 8开始,最坏的情况时间复杂度为O(log * n)

较低的初始容量降低了空间复杂性,但增加了重新散布的频率

根据经验:

  • 高初始容量适用于大量条目,几乎没有迭代

  • 低初始容量适用于具有大量迭代的少数条目

结语

HashSet具有恒定的时间性能和避免重复的能力 只有深入了解它,才能更好的使用它

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