Java进阶(Set)——面试时Set常见问题解读 结合源码分析

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前言

List、Set、HashMap作为Java中常用的集合,需要深入认识其原理和特性。

本篇博客介绍常见的关于Java中Set集合的面试问题,结合源码分析题目背后的知识点。

关于List的博客文章如下:

  • Java进阶(List)——面试时List常见问题解读 & 结合源码分析

其他相关的Set的文章如下:

  • Java学数据结构(3)——树Tree & B树 & 红黑树 & Java标准库中的集合Set与映射Map & 使用多个映射Map的案例

目录

  • 前言
  • 引出
  • 1. 描述一下HashSet的底层原理?
    • 构造方法
    • add方法
  • 2. map.put方法,静态常量PRESENT
  • 3. map.remove key方法,PRESENT进行比较
  • 4. HashSet的去重原理?
  • 5. 如何选择HashSet 或 TreeSet?
  • 6. 如何得到一个线程安全的Set集合?
  • 总结

引出


1.特点:无序,去重,非线程安全;
2.底层:HashMap的Key值实现的;
3.map.put方法,静态常量PRESENT,新值替换旧值;
4.map.remove key方法,如果KEY不存在时,则返回的是null,如果KEY存在时,返回的就是e.value,即PRESENT,返回true成功,返回false不成功;
5.去重原理:先判断hash值,再通过==或者equals判断,整体如果返回true,则为重复元素;
6.无序的则采用HashSet ,有序的则采用TreeSet;
7.线程安全的set:Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

1. 描述一下HashSet的底层原理?

  1. HashSet的特点:无序,去重,非线程安全
  2. HashSet 底层是用HashMap的Key值实现的,也有上面的3大特征;

构造方法

无参和代参构造方法都会初始化这个HashMap

无参的构造方法,调用了HashMap方法

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有参的构造方法也是,调用了HashMap方法

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add方法

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add方法中可以看出调用HashMap的put方法,key为放入元素,值为常量PRESENT

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2. map.put方法,静态常量PRESENT

既然hashset基于hashmap实现,你说一下 hashset的add方法中,为什么要在map.put的val上放上一个Object类型的静态常量PRESENT?

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HashSet底层调用了map的put方法,传入了存储的对象和PRESENT常量,那我们进入put方法继续查看

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put方法内调用了putVal方法,PRESENT常量为形参value,继续进入查看

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	if (e != null) { // existing mapping for key//把旧数据存储到oldValueV oldValue = e.value;//如果说存储的位置上已经有元素了if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)//新元素会替代旧元素   新KEY替代KEYe.value = value;afterNodeAccess(e);//返回旧元素数据return oldValue;}++modCount;if (++size > threshold)resize();afterNodeInsertion(evict);//如果说上面的if结构没有执行,那么就说明这个位置上没有元素,则新增成功,返回nullreturn null;

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public boolean add(E e) {//上面的方法返回值决定了HashSet的add方法到底返回true还是falsereturn map.put(e, PRESENT)==null;}
  1. 此方法内部明确箭头标处的原理,value就是PRESENT,如果进入这个if结构,则说明这个位置上已经存在该key,则会用value替换之前的旧值,然后返回旧值oldValue,否则会返回null;
  2. 至此,我们可以看出此方法的返回值是PRESENT或者是null,如果为PRESENT则说明KEY已存在,则add方法就会返回false(此处元素put还是成功的,只是新值替换旧值),返回null则add返回true,此KEY不存在,代表存储新的KEY-VALUE;

3. map.remove key方法,PRESENT进行比较

既然hashset基于hashmap实现,你说一下 hashset的remove方法中,为什么要在map.remove key 完了之后要和PRESENT进行一个等值比较呢?

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  1. 从HashMap的remove方法中可以看出,方法返回的是e.value或者null,与add方法中的原理一起联想,则会明白,如果KEY不存在时,则返回的是null,如果KEY存在时,返回的就是e.value,即PRESENT
  2. 所以在HashSet在判断此返回值==PRESENT,如果相等则返回true,说明此KEY是存在的,删除成功返回true,如果返回值是null,那么null=PRESENT则返回的肯定是false,那么代表此KEY不存在,删除自然不成功,返回false;

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public V remove(Object key) {Node<K,V> e;//判断了一下,如果removeNode删除得到的是null,说明此KEY不存在,方法返回nullreturn (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?//否则返回e.value   就是 PRESENTnull : e.value;}
public boolean remove(Object o) {//因为HashMap删除成功返回的是PRESENT , ==PRESENT 则结果为true 代表删除成功//否则返回的是null , 返回false  删除失败return map.remove(o)==PRESENT;}

4. HashSet的去重原理?

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  1. HashMap中putVal方法中有这么一段代码判断,去重原理在于hashcode的判断和equals方法的判断
  2. 先判断hash值,再通过==或者equals判断,整体如果返回true,则为重复元素

5. 如何选择HashSet 或 TreeSet?

无序的则采用HashSet ,有序的则采用TreeSet

6. 如何得到一个线程安全的Set集合?

Set datas = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

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总结

1.特点:无序,去重,非线程安全;
2.底层:HashMap的Key值实现的;
3.map.put方法,静态常量PRESENT,新值替换旧值;
4.map.remove key方法,如果KEY不存在时,则返回的是null,如果KEY存在时,返回的就是e.value,即PRESENT,返回true成功,返回false不成功;
5.去重原理:先判断hash值,再通过==或者equals判断,整体如果返回true,则为重复元素;
6.无序的则采用HashSet ,有序的则采用TreeSet;
7.线程安全的set:Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

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