1.    HashSet概述:

Set接口,由哈希表(实际上是一个HashMap实例)支持。它不保证set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用null元素。 

2.    HashSet的实现:

HashSet而言,它是基于HashMap实现的,HashSet底层使用HashMap来保存所有元素,因此HashSet 的实现比较简单,相关HashSet的操作,基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成, HashSet的源代码如下:

    1. public class
    2. extends
    3. implements
    4. {  
    5. static final long
    6.   
    7. // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。
    8. private transient
    9.       
    10. // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。
    11. private static final Object PRESENT = new
    12.   
    13. /**
    14.      * 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。
    15.      * 
    16.      * 实际底层会初始化一个空的HashMap,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。
    17.      */
    18. public
    19. new
    20.     }  
    21.   
    22. /**
    23.      * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。
    24.      *
    25.      * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定
    26.      * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。
    27.      * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。
    28.      */
    29. public HashSet(Collection<? extends
    30. new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
    31.     addAll(c);  
    32.     }  
    33.   
    34. /**
    35.      * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
    36.      *
    37.      * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。
    38.      * @param initialCapacity 初始容量。
    39.      * @param loadFactor 加载因子。
    40.      */
    41. public HashSet(int initialCapacity, float
    42. new
    43.     }  
    44.   
    45. /**
    46.      * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。
    47.      *
    48.      * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。
    49.      * @param initialCapacity 初始容量。
    50.      */
    51. public HashSet(int
    52. new
    53.     }  
    54.   
    55. /**
    56.      * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。
    57.      * 此构造函数为包访问权限,不对外公开,实际只是是对LinkedHashSet的支持。
    58.      *
    59.      * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。
    60.      * @param initialCapacity 初始容量。
    61.      * @param loadFactor 加载因子。
    62.      * @param dummy 标记。
    63.      */
    64. int initialCapacity, float loadFactor, boolean
    65. new
    66.     }  
    67.   
    68. /**
    69.      * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。
    70.      * 
    71.      * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。
    72.      * 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上,
    73.      * value使用一个static final的Object对象标识。
    74.      * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。
    75.      */
    76. public
    77. return
    78.     }  
    79.   
    80. /**
    81.      * 返回此set中的元素的数量(set的容量)。
    82.      *
    83.      * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。
    84.      * @return 此set中的元素的数量(set的容量)。
    85.      */
    86. public int
    87. return
    88.     }  
    89.   
    90. /**
    91.      * 如果此set不包含任何元素,则返回true。
    92.      *
    93.      * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。
    94.      * @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。
    95.      */
    96. public boolean
    97. return
    98.     }  
    99.   
    100. /**
    101.      * 如果此set包含指定元素,则返回true。
    102.      * 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))
    103.      * 的e元素时,返回true。
    104.      *
    105.      * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。
    106.      * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。
    107.      * @return 如果此set包含指定元素,则返回true。
    108.      */
    109. public boolean
    110. return
    111.     }  
    112.   
    113. /**
    114.      * 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。
    115.      * 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
    116.      * 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。
    117.      * 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。
    118.      *
    119.      * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。
    120.      * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key
    121.      * 与集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true),
    122.      * 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value,但key不会有任何改变,
    123.      * 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时,新添加的集合元素将不会被放入HashMap中,
    124.      * 原来的元素也不会有任何改变,这也就满足了Set中元素不重复的特性。
    125.      * @param e 将添加到此set中的元素。
    126.      * @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。
    127.      */
    128. public boolean
    129. return map.put(e, PRESENT)==null;  
    130.     }  
    131.   
    132. /**
    133.      * 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。
    134.      * 更确切地讲,如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e,
    135.      * 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true
    136.      * (或者:如果此set因调用而发生更改,则返回true)。(一旦调用返回,则此set不再包含该元素)。
    137.      *
    138.      * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。
    139.      * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。
    140.      * @return 如果set包含指定元素,则返回true。
    141.      */
    142. public boolean
    143. return
    144.     }  
    145.   
    146. /**
    147.      * 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。
    148.      *
    149.      * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
    150.      */
    151. public void
    152.     map.clear();  
    153.     }  
    154.   
    155. /**
    156.      * 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。
    157.      *
    158.      * 底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到HashSet中。
    159.      */
    160. public
    161. try
    162. super.clone();  
    163.             newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();  
    164. return
    165. catch
    166. throw new
    167.         }  
    168.     }  
    169. }

    public class HashSet<E>
        extends AbstractSet<E>
        implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
    {
        static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
    
        // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。
        private transient HashMap<E,Object> map;
        
        // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。
        private static final Object PRESENT = new Object();
    
        /**
         * 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。
         * 
         * 实际底层会初始化一个空的HashMap,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。
         */
        public HashSet() {
    	map = new HashMap<E,Object>();
        }
    
        /**
         * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。
         *
         * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定
         * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。
         * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。
         */
        public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    	map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    	addAll(c);
        }
    
        /**
         * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。
         *
         * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。
         * @param initialCapacity 初始容量。
         * @param loadFactor 加载因子。
         */
        public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    	map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
        }
    
        /**
         * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。
         *
         * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。
         * @param initialCapacity 初始容量。
         */
        public HashSet(int initialCapacity) {
    	map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
        }
    
        /**
         * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。
         * 此构造函数为包访问权限,不对外公开,实际只是是对LinkedHashSet的支持。
         *
         * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。
         * @param initialCapacity 初始容量。
         * @param loadFactor 加载因子。
         * @param dummy 标记。
         */
        HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    	map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
        }
    
        /**
         * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。
         * 
         * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。
         * 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上,
         * value使用一个static final的Object对象标识。
         * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。
         */
        public Iterator<E> iterator() {
    	return map.keySet().iterator();
        }
    
        /**
         * 返回此set中的元素的数量(set的容量)。
         *
         * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。
         * @return 此set中的元素的数量(set的容量)。
         */
        public int size() {
    	return map.size();
        }
    
        /**
         * 如果此set不包含任何元素,则返回true。
         *
         * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。
         * @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。
         */
        public boolean isEmpty() {
    	return map.isEmpty();
        }
    
        /**
         * 如果此set包含指定元素,则返回true。
         * 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))
         * 的e元素时,返回true。
         *
         * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。
         * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。
         * @return 如果此set包含指定元素,则返回true。
         */
        public boolean contains(Object o) {
    	return map.containsKey(o);
        }
    
        /**
         * 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。
         * 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
         * 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。
         * 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。
         *
         * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。
         * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key
         * 与集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true),
         * 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value,但key不会有任何改变,
         * 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时,新添加的集合元素将不会被放入HashMap中,
         * 原来的元素也不会有任何改变,这也就满足了Set中元素不重复的特性。
         * @param e 将添加到此set中的元素。
         * @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。
         */
        public boolean add(E e) {
    	return map.put(e, PRESENT)==null;
        }
    
        /**
         * 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。
         * 更确切地讲,如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e,
         * 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true
         * (或者:如果此set因调用而发生更改,则返回true)。(一旦调用返回,则此set不再包含该元素)。
         *
         * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。
         * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。
         * @return 如果set包含指定元素,则返回true。
         */
        public boolean remove(Object o) {
    	return map.remove(o)==PRESENT;
        }
    
        /**
         * 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。
         *
         * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。
         */
        public void clear() {
    	map.clear();
        }
    
        /**
         * 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。
         *
         * 底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到HashSet中。
         */
        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();
            }
        }
    }

     3. 相关说明:

    HashSet中保存的对象,请注意正确重写其equals和hashCode方法,以保证放入的对象的唯一性。