第十四章集合（Set）

一、Set 接口（P518）

1. Set 接口基本介绍

（1）无序（添加和取出的顺序不一致），没有索引。
（2）不允许重复元素，所以最多包含一个 null。

2. Set 接口的常用方法

和 List 接口一样，Set 接口也是 Collection 的子接口，因此，常用方法和 Collection 接口一样。

3. Set 接口的遍历方式

同 Collection 的遍历方式一样，因为 Set 接口是 Collection 接口的子接口。
（1）可以使用选代器
（2）增强for
（3）不能使用 索引的方式来获取

二、HashSet（P519）

1. Hashset 的说明

（1）HashSet 实现了 Set 接口。
（2）HashSet 实际上是 HashMap。
（3）可以存放 null 值，但是只能有一个 null。
（4）HashSet 不保证元素是有序的，取决于 hash 后，再确定索引的结果。
（5）不能有重复元素/对象。

2. Hashset底层机制源码说明（P522）

分析 Hashset 底层是 HashMap，HashMap 底层是（数组+链表+红黑树）。

public class HashMap_<K, V> {transient Node<K, V>[] table;transient int modCount;transient int size;public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true);}static final int hash(Object key) {int h;return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {Node<K, V>[] tab;Node<K, V> p;int n, i;// 属性table为null或table的长度为0，就扩容if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) {n = (tab = resize()).length;}// 如果tab[i]为null，表示没有存放元素，就创建节点并赋值给tab[i]if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) {tab[i] = newNode(hash, key, value, null);} else {Node<K, V> e;K k;// p 和添加元素的hash值相同 并且 （key相同或equals相同），p赋值给eif (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {e = p;}// 链表循环比较else {for (int binCount = 0; ; ++binCount) {if ((e = p.next) == null) {p.next = newNode(hash, key, value, null);break;}if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {break;}p = e;}}if (e != null) { // existing mapping for keyV oldValue = e.value;if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) {e.value = value;}return oldValue;}}++modCount;if (++size > threshold) {resize();}return null;}int threshold;final float loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 16// 加载因子static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;final Node<K, V>[] resize() {Node<K, V>[] oldTab = table;int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;int oldThr = threshold;int newCap, newThr = 0;if (oldCap > 0) {if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {threshold = Integer.MAX_VALUE;return oldTab;} else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) {newThr = oldThr << 1; // double threshold}} else if (oldThr > 0) {newCap = oldThr;} else {// 扩容newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;newThr = (int) (DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);}if (newThr == 0) {float ft = (float) newCap * loadFactor;newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float) MAXIMUM_CAPACITY ?(int) ft : Integer.MAX_VALUE);}threshold = newThr;// 初始化数组，并赋值给属性tableNode<K, V>[] newTab = (Node<K, V>[]) new Node[newCap];table = newTab;return newTab;}Node<K, V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K, V> next) {return new Node<>(hash, key, value, next);}static class Node<K, V> {final int hash;final K key;V value;Node<K, V> next;Node(int hash, K key, V value, Node<K, V> next) {this.hash = hash;this.key = key;this.value = value;this.next = next;}}
}

（1）HashSet 底层是 HashMap。
（2）添加一个元素时，先得到 hash 值 --> 会转成 --> 索引值。
（3）找到存储数据表 table，看这个索引位置是否已经存放的有元素。
（4）如果没有，直接加入。
（5）如果有，调用 equals 比较，如果相同，就放弃添加，如果不相同，则添加到最后。
（6）在 Java8 中，如果一条链表的元素个数达到 TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且 table 的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64），就会进行树化（红黑树）。

红黑树机制：
（1）HashSet 底层是 HashMap，第一次添加时，table 数组扩容到16，临界值（threshold）是16，加载因子（loadFactor）是0.75=12。
（2）如果table数组使用到了临界值12，就会扩容到162=32，新的临界值就是320.75=24，依次类推。
（3）在Java8中，如果一条链表的元素个数到达TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小>=MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64）就会进行树化（红黑树），否则仍然采用数组扩容机制。

三、LinkedHashSet （P528）

1. LinkedHashSet 的说明

（1）LinkedHashSet 是 Hashset 的子类。
（2）LinkedHashSet 底层是一个 LinkedHashMap，底层维护了一个 数组+双向链表。
（3）LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，同时使用链表维护元素的次序（图），这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
（4）LinkedHashset 不允许添重复元素。

（1）在 LinkedHashSet 中维护了一个 hash 表和双向链表（LinkedHashSet 有 head 和 tail）。
（2）每一个节点有 pre 和 next 属性，这样可以形成双向链表。
（3）在添加一个元素时，先求hash值，在求索引，确定该元素在 hashtable 的位置，然后将添加的元素加入到双向链表（如果已经存在，不添加【原则和 hashset 一样】）。
（4）遍历 LinkedHashSet 也能确保插入顺序和遍历顺序一致。