JDK1.8集合框架之Set

总述

Set利用Map实现，不允许重复元素（Map中的Key值唯一，可为null）。

• TreeSet，利用TreeMap实现。支持按插入顺序访问，但是添加、删除、包含等操作相对低效（log(n)时间）。
• HashSet，底层是HashMap。利用哈希算法，理想情况，可以提供常数时间的添加、删除、包含等操作，但是不能保证有序。
• LinkedHashSet，用LinkedHashMap实现。内部构建了一个记录插入顺序的双向链表，因此提供了按照插入顺序遍历的能力，同时保证了常数时间的添加、删除、contains等操作，这些操作性能略低于HashSet，因为需要维护链表的开销。
• 遍历元素时，HashSet性能受自身容量影响，初始化时，尽量不要使底层HashMap容量太大。LinkedHashSet由于有双链表，遍历性能只和元素多少有关系。

TreeSet

构造函数：

底层构建了一个TreeMap对象。

public TreeSet() {
    this(new TreeMap<E,Object>());
}

public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
    this(new TreeMap<>(comparator));
}

public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

public TreeSet(SortedSet<E> s) {
    this(s.comparator());
    addAll(s);
}

TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
    this.m = m;
}

字段：

    private transient NavigableMap<E,Object> m;
    private static final Object PRESENT = new Object(); // 作为TreeMap的Value

元素操作：

从源码可知，就是在调用TreeMap的操作方法。

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

public boolean remove(Object o) {
    return m.remove(o)==PRESENT;
}

迭代器：

TreeSet中的TreeMap是按照插入顺序构建的双链表，iterator方法返回的是TreeMap的KeyIterator迭代器，descendingIterator方法返回的是TreeMap的DescendingKeyIterator迭代器。所以支持按插入顺序的正向和反向迭代。

public Iterator<E> iterator() {
    return m.navigableKeySet().iterator();
}

public Iterator<E> descendingIterator() {
    return m.descendingKeySet().iterator();
}

HashSet

构造函数：

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
    }

字段：

    private transient HashMap<E,Object> map;

    // 仅仅用来充当Map的Value，没有实际意义
    private static final Object PRESENT = new Object();

方法举例：

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

    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

LinkedHashSet

是HashSet的子类，且没有重写HashSet的方法。

public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
        public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
            super(initialCapacity, loadFactor, true);
        }

        public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
            super(initialCapacity, .75f, true);
        }

        public LinkedHashSet() {
            super(16, .75f, true);
        }

        public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {
            super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
            addAll(c);
        }
        ...
    }

从构造方法可知，它们都是调用的HashSet的构造方法，这个构造方法的访问权限是package，使得LinkedHashSet的底层数据结构为LinkedHashMap。

    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

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