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(转)JAVA HashSet 去除重复值原理

时间:2018-05-18 10:06:23      阅读:231      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:容量   去除   介绍   否则   collect   col   this   link   clip   

Java中的set是一个不包含重复元素的集合,确切地说,是不包含e1.equals(e2)的元素对。Set中允许添加null。Set不能保证集合里元素的顺序。

在往set中添加元素时,如果指定元素不存在,则添加成功。也就是说,如果set中不存在(e==null ? e1==null : e.queals(e1))的元素e1,则e1能添加到set中。

 

下面以set的一个实现类HashSet为例,简单介绍一下set不重复实现的原理:

 

  1. package com.darren.test.overide;  
  2.   
  3. public class CustomString {  
  4.     private String value;  
  5.   
  6.     public CustomString() {  
  7.         this("");  
  8.     }  
  9.   
  10.     public CustomString(String value) {  
  11.         this.value = value;  
  12.     }  
  13. }  
package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }
}

 

  1. package com.darren.test.overide;  
  2.   
  3. import java.util.HashSet;  
  4. import java.util.Set;  
  5.   
  6. public class HashSetTest {  
  7.     public static void main(String[] args) {  
  8.         String a = new String("A");  
  9.         String b = new String("A");  
  10.           
  11.         CustomString c = new CustomString("B");  
  12.         CustomString d = new CustomString("B");  
  13.           
  14.         System.out.println("a.equals(b) == " + a.equals(b));  
  15.         System.out.println("c.equals(d) == " + c.equals(d));  
  16.           
  17.         Set<Object> set = new HashSet<Object>();  
  18.         set.add(a);  
  19.         set.add(b);  
  20.         set.add(c);  
  21.         set.add(d);  
  22.           
  23.         System.out.println("set.size() == " + set.size());  
  24.           
  25.         for (Object object : set) {  
  26.             System.out.println(object);  
  27.         }  
  28.     }  
  29. }  
package com.darren.test.overide;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        String a = new String("A");
        String b = new String("A");
        
        CustomString c = new CustomString("B");
        CustomString d = new CustomString("B");
        
        System.out.println("a.equals(b) == " + a.equals(b));
        System.out.println("c.equals(d) == " + c.equals(d));
        
        Set<Object> set = new HashSet<Object>();
        set.add(a);
        set.add(b);
        set.add(c);
        set.add(d);
        
        System.out.println("set.size() == " + set.size());
        
        for (Object object : set) {
            System.out.println(object);
        }
    }
}


运行结果如下:

 

 

  1. a.equals(b) == true  
  2. c.equals(d) == false  
  3. set.size() == 3  
  4. com.darren.test.overide.CustomString@2c39d2  
  5. A  
  6. com.darren.test.overide.CustomString@5795ce  
a.equals(b) == true
c.equals(d) == false
set.size() == 3
com.darren.test.overide.CustomString@2c39d2
A
com.darren.test.overide.CustomString@5795ce

 

 

也许你已经看出关键来了,没错就是equals方法。这么说还是不恰当,准确的说应该是equals和hashcode方法。为什么这么说呢,让我们改一改CustomString类在进行测试:

 

  1. package com.darren.test.overide;  
  2.   
  3. public class CustomString {  
  4.     private String value;  
  5.   
  6.     public CustomString() {  
  7.         this("");  
  8.     }  
  9.   
  10.     public CustomString(String value) {  
  11.         this.value = value;  
  12.     }  
  13.   
  14.     @Override  
  15.     public boolean equals(Object obj) {  
  16.         if (this == obj) {  
  17.               
  18.             return true;  
  19.         } else if (obj instanceof CustomString) {  
  20.             CustomString customString = (CustomString) obj;  
  21.               
  22.             return customString.value.equals(value);  
  23.         } else {  
  24.               
  25.             return false;  
  26.         }  
  27.     }  
  28. }  
package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {
            
            return true;
        } else if (obj instanceof CustomString) {
            CustomString customString = (CustomString) obj;
            
            return customString.value.equals(value);
        } else {
            
            return false;
        }
    }
}


测试结果:

 

 

  1. a.equals(b) == true  
  2. c.equals(d) == true  
  3. set.size() == 3  
  4. com.darren.test.overide.CustomString@12504e0  
  5. A  
  6. com.darren.test.overide.CustomString@1630eb6  
a.equals(b) == true
c.equals(d) == true
set.size() == 3
com.darren.test.overide.CustomString@12504e0
A
com.darren.test.overide.CustomString@1630eb6

 

这次的equals返回值都为true,但是set的size还是3

让我们继续改

 

  1. package com.darren.test.overide;  
  2.   
  3. public class CustomString {  
  4.     private String value;  
  5.   
  6.     public CustomString() {  
  7.         this("");  
  8.     }  
  9.   
  10.     public CustomString(String value) {  
  11.         this.value = value;  
  12.     }  
  13.   
  14.     @Override  
  15.     public int hashCode() {  
  16.         // return super.hashCode();  
  17.         return 1;  
  18.     }  
  19. }  
package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        // return super.hashCode();
        return 1;
    }
}


再看结果:

 

 

  1. a.equals(b) == true  
  2. c.equals(d) == false  
  3. set.size() == 3  
  4. com.darren.test.overide.CustomString@1  
  5. com.darren.test.overide.CustomString@1  
  6. A  
a.equals(b) == true
c.equals(d) == false
set.size() == 3
com.darren.test.overide.CustomString@1
com.darren.test.overide.CustomString@1
A



只重写hashCode方法,不重写equals方法也不行

最后再改一改

 

  1. package com.darren.test.overide;  
  2.   
  3. public class CustomString {  
  4.     private String value;  
  5.   
  6.     public CustomString() {  
  7.         this("");  
  8.     }  
  9.   
  10.     public CustomString(String value) {  
  11.         this.value = value;  
  12.     }  
  13.   
  14.     @Override  
  15.     public boolean equals(Object obj) {  
  16.         if (this == obj) {  
  17.   
  18.             return true;  
  19.         } else if (obj instanceof CustomString) {  
  20.             CustomString customString = (CustomString) obj;  
  21.   
  22.             return customString.value.equals(value);  
  23.         } else {  
  24.   
  25.             return false;  
  26.         }  
  27.     }  
  28.   
  29.     @Override  
  30.     public int hashCode() {  
  31.         // return super.hashCode();  
  32.         return 1;  
  33.     }  
  34. }  
package com.darren.test.overide;

public class CustomString {
    private String value;

    public CustomString() {
        this("");
    }

    public CustomString(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {

            return true;
        } else if (obj instanceof CustomString) {
            CustomString customString = (CustomString) obj;

            return customString.value.equals(value);
        } else {

            return false;
        }
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        // return super.hashCode();
        return 1;
    }
}


最后结果:

 

 

  1. a.equals(b) == true  
  2. c.equals(d) == true  
  3. set.size() == 2  
  4. com.darren.test.overide.CustomString@1  
  5. A  
a.equals(b) == true
c.equals(d) == true
set.size() == 2
com.darren.test.overide.CustomString@1
A



可以了,证明需要重写equals方法和hashCode方法,来看原理:

java.lnag.Object中对hashCode的约定:

1. 在一个应用程序执行期间,如果一个对象的equals方法做比较所用到的信息没有被修改的话,则对该对象调用hashCode方法多次,它必须始终如一地返回同一个整数。

2. 如果两个对象根据equals(Object o)方法是相等的,则调用这两个对象中任一对象的hashCode方法必须产生相同的整数结果。

3. 如果两个对象根据equals(Object o)方法是不相等的,则调用这两个对象中任一个对象的hashCode方法,不要求产生不同的整数结果。但如果能不同,则可能提高散列表的性能。

 

在HashSet中,基本的操作都是有HashMap底层实现的,因为HashSet底层是用HashMap存储数据的。当向HashSet中添加元素的时候,首先计算元素的hashcode值,然后用这个(元素的hashcode)%(HashMap集合的大小)+1计算出这个元素的存储位置,如果这个位置位空,就将元素添加进去;如果不为空,则用equals方法比较元素是否相等,相等就不添加,否则找一个空位添加。

如下是HashSet的部分源码:

 

    1. package java.util;  
    2.   
    3. public class HashSet<E> extends AbstractSet<E>   
    4.     implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable  
    5. {  
    6.     static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;     
    7.   
    8.     // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。     
    9.     private transient HashMap<E,Object> map;     
    10.      
    11.     // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。     
    12.     private static final Object PRESENT = new Object();     
    13.   
    14.     /**  
    15.      * 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。  
    16.      *   
    17.      * 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。  
    18.      */     
    19.     public HashSet() {  
    20.         map = new HashMap<E,Object>();  
    21.     }  
    22.   
    23.     /**  
    24.      * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。  
    25.      *  
    26.      * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定  
    27.      * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。  
    28.      * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。  
    29.      */     
    30.     public HashSet(Collection< extends E> c) {  
    31.         map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
    32.         addAll(c);  
    33.     }  
    34.   
    35.     /**  
    36.      * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。  
    37.      *  
    38.      * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。  
    39.      * @param initialCapacity 初始容量。  
    40.      * @param loadFactor 加载因子。  
    41.      */     
    42.     public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
    43.         map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    44.     }  
    45.   
    46.     /**  
    47.      * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。  
    48.      *  
    49.      * 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。  
    50.      * @param initialCapacity 初始容量。  
    51.      */     
    52.     public HashSet(int initialCapacity) {  
    53.         map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);  
    54.     }  
    55.   
    56.     /**  
    57.      * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。  
    58.      * 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。  
    59.      *  
    60.      * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。  
    61.      * @param initialCapacity 初始容量。  
    62.      * @param loadFactor 加载因子。  
    63.      * @param dummy 标记。  
    64.      */     
    65.     HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
    66.         map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    67.     }  
    68.   
    69.     /**  
    70.      * 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。  
    71.      *   
    72.      * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。  
    73.      * 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上,  
    74.      * value使用一个static final的Object对象标识。  
    75.      * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。  
    76.      */     
    77.     @Override  
    78.     public Iterator<E> iterator() {  
    79.         return map.keySet().iterator();  
    80.     }  
    81.   
    82.     /**  
    83.      * 返回此set中的元素的数量(set的容量)。  
    84.      *  
    85.      * 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。  
    86.      * @return 此set中的元素的数量(set的容量)。  
    87.      */     
    88.     @Override  
    89.     public int size() {  
    90.         return map.size();  
    91.     }  
    92.   
    93.     /**  
    94.      * 如果此set不包含任何元素,则返回true。  
    95.      *  
    96.      * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。  
    97.      * @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。  
    98.      */     
    99.     @Override  
    100.     public boolean isEmpty() {  
    101.         return map.isEmpty();  
    102.     }  
    103.   
    104.     /**  
    105.      * 如果此set包含指定元素,则返回true。  
    106.      * 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))  
    107.      * 的e元素时,返回true。  
    108.      *  
    109.      * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。  
    110.      * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。  
    111.      * @return 如果此set包含指定元素,则返回true。  
    112.      */     
    113.     @Override  
    114.     public boolean contains(Object o) {  
    115.         return map.containsKey(o);  
    116.     }  
    117.   
    118.     /**  
    119.      * 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。  
    120.      * 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))  
    121.      * 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。  
    122.      * 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。  
    123.      *  
    124.      * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。  
    125.      * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key  
    126.      * 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),  
    127.      * 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,  
    128.      * 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,  
    129.      * 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。  
    130.      * @param e 将添加到此set中的元素。  
    131.      * @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。  
    132.      */     
    133.     @Override  
    134.     public boolean add(E e) {  
    135.         return map.put(e, PRESENT)==null;  
    136.     }  
    137.   
    138.     /**  
    139.      * 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。  
    140.      * 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,  
    141.      * 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true  
    142.      * (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)。  
    143.      *  
    144.      * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。  
    145.      * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。  
    146.      * @return 如果set包含指定元素,则返回true。  
    147.      */     
    148.     @Override  
    149.     public boolean remove(Object o) {  
    150.         return map.remove(o)==PRESENT;  
    151.     }  
    152.   
    153.     /**  
    154.      * 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。  
    155.      *  
    156.      * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。  
    157.      */     
    158.     @Override  
    159.     public void clear() {  
    160.         map.clear();  
    161.     }  
    162. }  

(转)JAVA HashSet 去除重复值原理

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原文地址:https://www.cnblogs.com/Dar-/p/9054666.html

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