《Java编程思想》为什么我的HashSet有排序功能？

HashSet排序现象

最近在看Set集合的知识，Set是一种不保存重复元素的集合，如下代码我们添加100次 0-29之间的数字，但是最后的运行结果intSet里面只有0到29之间的数字。

import java.util.*;
public class SetOfInteger {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random(47);
        Set<Integer> intSet = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            intSet.add(random.nextInt(30));
        }
        System.out.println(intSet);
    }
}

/* output
* [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29]
**/

但是这个输出的结果却让我非常的好奇，为什么有排序的功能，不是HashSet不会排序么？或许应该深入源码

源码分析

我们可以找到HashSet里面的add方法，原来HashSet也是通过HashMap来完成的，Key是插入的数字，Value是new的一个对象。

//HashSet.java
private transient HashMap<E,Object> map;

// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();

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

随后是HashMap的put方法，而真正影响我们的排序的就是下面的代码，putVal里面传入3个hash,key,value。
这是就有一个猜想就是我们的Integer的hash就是他的值，通过debug putVal函数我们也可以清楚的发现。
我们知道其实真正影响排序问题的是hash，找到源码发现，hash值是通过key.hashCode()函数来决定的。
也就是我们返回的是(h = key.hashCode()) 和 (h >>> 16) 的异或结果

//HashMap.java
public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
    ......
}
static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

Integer的hash值是多少呢？

上面我们放入HashSet的元素是Integer，Integer的hashCode就是他本来的值。我们在Integer类中可以找到hashCode()函数

//Integer.java
@Override
public int hashCode() {
    return Integer.hashCode(value);
}
public static int hashCode(int value) {
    return value;
}

h=key.hashCode()和h>>>16（h的值向右移动16位）对于小于2的16次方的数，异或结果还是原来的值。

所以说原因分析出来了

扩展

(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)

上面代码的意思是：h值等于key的hashCode，然后对h的二进制右移16位，一个Integer是32位，那么对于小于2^16=65536的值前面都是0

Integer h = 1;    //h等于1
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001   //h的二进制
h >>> 16     //h右移16位
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000   //右移后的二进制 

如果和原来的h异或
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001   //异或结果

网上还有其他的说法就是加上某一个值65536，这个意思也很简单就是通过增加二进制大于16位的数字，这样右移就会有变化，可以生成一个和原来只不一样的hash值。（这个值应该加多少我还没有细看） 下面是栗子呀

import java.util.*;
public class SetOfInteger {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        Set<Integer> intSet = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            int a = random.nextInt(20);
            intSet.add(a + 65536*2*10);
        }
        Iterator it = intSet.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Integer integer = (Integer) it.next();
            System.out.print(integer-65536*2*10 + " ");
        }
        //System.out.println(intSet);
    }
}

/*output
*16 17 18 19 4 5 6 7 0 1 2 3 12 13 14 15 8 9 10 11 
*/