HashSet的底层是如何实现的?请说一下原理

HashSet是Java集合框架提供的一种不允许有重复元素的无序集合。它实际上是通过内部维护一个HashMap来实现的。

HashMap是基于哈希表的数据结构,它主要由数组和链表(或树)组成。实际上,在Java 8中,当链表的长度超过一定数量(默认为8),链表就会转化为红黑树,以提高性能。

现在我们来看一下HashSet的具体工作过程:

  1. 当你添加一个元素到HashSet中时,HashSet实际上会调用内部的HashMapput(key, value)方法来存储这个元素。HashSet中的元素实际上被存储在HashMap的键中,而HashMap中对应的值则是一个固定的Object对象,由HashSet自己定义。

  2. 在添加元素时,HashSet会计算元素的hashCode()方法返回的哈希值,以决定它在内部HashMap中的存储位置。如果两个元素的hashCode()相同,那么HashSet会通过equals()方法来检查这两个元素是否真的相等。如果equals()返回true,则新添加的元素不会被保存,因为HashSet不允许有重复元素。

  3. 在查找一个元素时,HashSet也会计算这个元素的hashCode(),然后在HashMap中查找这个哈希值对应的元素。

  4. 删除元素时,也是先计算元素的hashCode(),然后找到在HashMap中的位置,再进行删除。

通过这种方式,HashSet可以通过hashCode()的非常快速的计算和查找,实现几乎常数时间的添加、删除和查找操作,但这种高性能是以牺牲元素排序为代价的。

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