概述
文章的内容基于JDK1.7进行分析，之所以选用这个版本，是因为1.8的有些类做了改动，增加了阅读的难度，虽然是1.7，但是对于1.8做了重大改动的内容，文章也会进行说明。
HashSet是Set接口的典型实现，HashSet按照Hash算法来存储集合中的元素。存在以下特点：
- 不能保证元素的顺序，元素是无序的
- HashSet不是同步的，需要外部保持线程之间的同步问题
- 集合元素值允许为null
数据结构
java.lang.Object
java.util.AbstractCollection<E>
java.util.AbstractSet<E>
java.util.HashSet<E>
继承关系
实现接口
Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, Set<E>
基本属性
private transient HashMap<E,Object> map; //map集合，HashSet存放元素的容器
private static final Object PRESENT = new Object(); //map，中键对应的value值
重要方法深度解析
构造方法
//无参构造方法，完成map的创建
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
//指定集合转化为HashSet, 完成map的创建
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
//指定初始化大小，和负载因子
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//指定初始化大小
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
//指定初始化大小和负载因子，dummy 无实际意义
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
通过构造函数，不难发现，HashSet的底层是采用HashMap实现的。
Add()方法
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
PRESENT为HashSet类中定义的一个使用static final 修饰的常量，并无实际的意义，HashSet的add方法调用HashMap的put()方法实现，如果键已经存在，HashMap.put()放回的是旧值，添加失败，如果添加成功map.put()方法返回的是null ,HashSet.add()方法返回true,要添加的元素作为可map中的key 。
remove()
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
删除方法，调用map.remove()方法实现，map.remove()能找到指定的key,则返回key对应的value,对于Hashset而言，它所有的key对应的值都是PRESENT。
源码解析
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; //序列化版本号
private transient HashMap<E,Object> map; //HashMap变量，用于存放HashSet的值
private static final Object PRESENT = new Object(); //map中的值
//构造方法
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
//构造方法，将指定的集合转化为HashSet
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
//构造方法，指定初始化的大小和负载因子
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//指定初始化大小
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
//构造方法，采用default修饰，只能是同一个包下的成员访问。包不相同无法访问
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//HashSet的遍历操作
//通过这个方法可以发现，HashSet调用了HashMap存放，因为HashSet并不是键值对存储，所以它只是把它的值做了Map中的键，在遍历HashSet的集合元素时，实际上是遍历的Map中Key的集合。
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
//返回集合中元素的容量
public int size() {
return map.size();
}
//判断是否为空
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}
//是否包含指定的元素
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
//添加元素，添加的元素作为了Map中的key,value使用了一个常量表示
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
//删除元素
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
//清空集合
public void clear() {
map.clear();
}
//克隆方法
public Object clone() {
try {
HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
return newSet;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
}
}
//写入输出流操作。
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden serialization magic
s.defaultWriteObject();
// Write out HashMap capacity and load factor
s.writeInt(map.capacity());
s.writeFloat(map.loadFactor());
// Write out size
s.writeInt(map.size());
// Write out all elements in the proper order.
for (E e : map.keySet())
s.writeObject(e);
}
//从输入流中读取对象
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();
// Read in HashMap capacity and load factor and create backing HashMap
int capacity = s.readInt();
float loadFactor = s.readFloat();
map = (((HashSet)this) instanceof LinkedHashSet ?
new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) :
new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor));
// Read in size
int size = s.readInt();
// Read in all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
E e = (E) s.readObject();
map.put(e, PRESENT);
}
}
}
总结
HashSet的底层通过HashMap实现的，而HashMap在1.7之前使用的是数组+链表实现，在1.8+使用的数组+链表+红黑树实现。其实也可以这样理解，HashSet的底层实现和HashMap使用的是相同的方式，因为Map是无序的，因此HashSet也无法保证顺序。HashSet的方法也是借助HashMap的方法来实现的。
少年听雨歌楼上，红烛昏罗帐。
壮年听雨客舟中，江阔云低，断雁叫西风。
感谢支持！
---起个名忒难
