关于List，Set，Map能否存储null

本文源码为jdk1.8版本

喵的，今天面试问这个卡壳了，明明我之前看了的，邀请面试的是你，拒绝我的也是你，你为什么那么熟练啊QAQ

    @Test
    public void testArrayList(){
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add(null);
        list.add(null);
        Assert.assertEquals(2,list.size()); // success
    }

    @Test
    public void testLinkedList(){
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        list.add(null);
        list.add(null);
        Assert.assertEquals(2,list.size()); // success
    }

首先是List，可以看到ArrayList可以存储多个null，ArrayList底层是数组，添加null并未对他的数据结构造成影响。LinkedList底层为双向链表，node.value = null也没有影响。

@Test
    public void testHashMap(){
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put(null,null);
        Assert.assertEquals(1,map.size()); //OK size = 1

        map.put(null,null);
        Assert.assertEquals(2,map.size()); //Error size = 1
    }

 @Test
    public void testTreeMap(){
        TreeMap<String,String> map = new TreeMap<>();
        map.put(null,null);
        Assert.assertEquals(1,map.size()); //Error NullPointException
        
    }

关于Map，HashMap中最多只有一个key == null的节点，因为key相同时，后面的节点会替换之前相同key的节点，所以HashMap是可以添加key == null 的节点的，只不过只会存在一个，有兴趣的话可以去看源码（tips：源码真的眼花缭乱，可以尝试自己写上注释，更容易看懂，菜鸟的方法）put方法返回旧值。TreeMap的put方法会调用compareTo方法，对象为null时，会报空指针错。

    @Test
    public void testHashSet(){
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add(null);
        Assert.assertEquals(1,set.size()); //OK size = 1
        set.add(null);
        Assert.assertEquals(2,set.size()); //Error size = 1

    }

    @Test
    public void testTreeSet(){
        TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
        set.add(null); //Error NullPointException
    }

最后是Set，HashSet底层是HashMap，所以它的put()如下，也只能有一个null。

    private static final Object PRESENT = new Object();


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

TreeSet的put()也是如此。

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

• 结果：
• List都可以添加null元素
• HashMap可以有1个key为null的元素，TreeMap不能有key为null的元素
  Set底层是Map
• 所以HashSet可以有1个null的元素，TreeSet不能有key为null的元素。

面试官，您看您还要我吗？

续上：

• Vector 底层是数组，所以不会管你元素的内容是什么，可以存储多个null

    @Test
    public void VectorTest(){
        Vector box = new Vector();
        box.add(null);
        box.add(null);
        Assert.assertEquals(2,box.size()); //ok
    }

    /**
    *此为Vector的add函数
    **/
    public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }

• HashTable底层为散列表，无论是key为null，还是value为null，都会报错

    @Test
    public void HashTableTest(){
        Hashtable table = new Hashtable();
        //table.put(new Object(),null); //Exception
        //table.put(null,new Object()); //Exception
        //table.put(null,null); //Exception
        Assert.assertEquals(1,table.size());
    }

    //此为hashTable#put函数源码
   public synchronized V put(K key, V value) {
        // Make sure the value is not null
        if (value == null) {   //value 需要判空，所以value不可为null
            throw new NullPointerException();
        }

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();     //key需要拥有实例去调用hashCode方法，所以也不能为空
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                V old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }

        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

至于为什么hashtable键和值都设计成不能为null，牛客网的一位大佬这样说到：

以上。