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Java HashSet类

Java HashSet类

原文： https://howtodoinjava.com/java/collections/java-hashset/

Java HashSet类实现了Set接口，由哈希表（实际上是HashMap实例）支持。 如果不对迭代顺序提供任何保证，并允许null元素。

Table of Contents

1\. HashSet Hierarchy
2\. HashSet Features
3\. HashSet Constructors
4\. HashSet Methods
5\. HashSet Example
6\. HashSet Usecases
7\. HashSet Performance
8\. Conclusion

1. HashSet层次结构

HashSet类扩展了实现Set接口的AbstractSet类。 Set接口以层次结构顺序继承Collection和Iterable接口。

public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> 
				implements Set<E>, Cloneable, Serializable 
{
	//implementation
}

HashSet Hierarchy

哈希集合层次结构

2. HashSet特性

  • 它实现了Set接口。
  • HashSet中不允许重复的值。
  • HashSet中允许一个NULL元素。
  • 它是无序集合，并且不保证集合的迭代顺序。
  • 此类为基本操作（添加，删除，包含和调整大小）提供恒定的时间性能。
  • HashSet不同步。 如果多个线程同时访问哈希集合，并且至少有一个线程修改了哈希集合，则必须在外部对其进行同步。
  • 使用Collections.synchronizedSet(new HashSet())方法来获取同步的哈希集合。
  • 此类的迭代器方法返回的迭代器为快速失败，并且如果在创建迭代器后的任何时间修改了集合，则可能会抛出ConcurrentModificationException，除了通过迭代器自己的remove()方法之外 。
  • HashSet还实现了Searlizable和Cloneable接口。

2.1 初始容量

初始容量表示创建哈希集合时（在支持HashMap中）的存储桶数。 如果当前大小已满，则存储桶数将自动增加。

默认初始容量为 16 。 我们可以通过在构造器HashSet(int initialCapacity)中传递默认容量来覆盖此默认容量。

2.2 负载系数

负载因子是在自动增加 HashSet 容量之前允许其充满的度量。 默认负载系数为 0.75 。

这称为阈值，等于（DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY）。 当HashSet元素计数超过此阈值时，将调整HashSet的大小，并且新容量将是先前容量的两倍。

使用默认的HashSet时，内部容量为 16，负载系数为 0.75。 当表格中有 12 个元素时，存储桶数将自动增加。

3. HashSet构造器

HashSet具有四种类型的构造器：

  1. HashSet()：使用默认的初始容量（16）和默认的负载因子（0.75）初始化默认的HashSet实例。
  2. HashSet(int capcity)：初始化具有指定容量和默认加载因子（0.75）的HashSet。
  3. HashSet(int capcity, float loadFactor)：使用指定的初始容量和指定的负载系数初始化HashSet。
  4. HashSet(Collection c)：使用与指定集合相同的元素初始化HashSet。

4. HashSet方法

  1. public boolean add(E e)：如果指定的元素尚不存在，则将其添加到Set中。 此方法在内部使用equals()方法检查重复项。 如果元素重复，则元素被拒绝，并且不替换值。
  2. public void clear()：从哈希集合中删除所有元素。
  3. public boolean contains(Object o)：如果哈希集合包含指定的元素则返回true，否则为false。
  4. public boolean isEmpty()：如果哈希集合不包含任何元素，则返回true，否则返回false。
  5. public int size()：返回哈希集合中的元素数。
  6. public Iterator<E> iterator()：在此哈希集合中的元素上返回迭代器。 从迭代器返回的元素没有特定的顺序。
  7. public boolean remove(Object o)：从哈希集合中删除指定的元素（如果存在）并返回true，否则返回false。
  8. public boolean removeAll(Collection <?> c)：删除哈希集合中所有属于指定集合的​​元素。
  9. public Object clone()：返回哈希集合的浅表副本。
  10. public Spliterator<E> spliterator()：在此哈希集合中的元素上创建后绑定且快速失败的拆分器。

5. Java HashSet示例

5.1 HashSet添加，删除，迭代器示例

//1\. Create HashSet
HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();

//2\. Add elements to HashSet 
hashSet.add("A");
hashSet.add("B");
hashSet.add("C");
hashSet.add("D");
hashSet.add("E");

System.out.println(hashSet);

//3\. Check if element exists
boolean found = hashSet.contains("A");        //true
System.out.println(found);

//4\. Remove an element
hashSet.remove("D");

//5\. Iterate over values
Iterator<String> itr = hashSet.iterator();

while(itr.hasNext()) 
{
    String value = itr.next();

    System.out.println("Value: " + value);
}

程序输出。

[A, B, C, D, E]
true
Value: A
Value: B
Value: C
Value: E

5.2 将HashSet转换为数组示例

Java 示例，使用toArrray()方法将哈希集合转换为数组。

HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();

hashSet.add("A");
hashSet.add("B");
hashSet.add("C");
hashSet.add("D");
hashSet.add("E");

String[] values = new String[hashSet.size()];

hashSet.toArray(values);

System.out.println(Arrays.toString(values));

程序输出：

[A, B, C, D, E]

5.3 将HashSet转换为ArrayList示例

使用 Java 8 流 API 将哈希集合转换为ArrayList的 Java 示例。

HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();

hashSet.add("A");
hashSet.add("B");
hashSet.add("C");
hashSet.add("D");
hashSet.add("E");

List<String> valuesList = hashSet.stream().collect(Collectors.toList());

System.out.println(valuesList);

程序输出：

[A, B, C, D, E]

6. HashSet用例

HashSet非常类似于ArrayList类。 此外，它还会限制重复值。 因此，当我们有一个只需要存储不同元素的需求时，我们可以选择HashSet。

HashSet的真实用例可以存储流中的数据，其中流可能包含重复的记录，而我们仅对不同的记录感兴趣。

另一个用例是在给定的句子中找到不同的单词。

7. Java HashSet性能

  • HashSet类为基本操作（添加，删除，包含和大小）提供 O(1)的恒定时间性能，假设哈希函数将元素正确分散在存储桶中。
  • 对此集合进行迭代需要的时间与HashSet实例的大小（元素的数量）加上后备HashMap实例的“容量”（存储桶的数量）之和成比例。 因此，如果迭代性能很重要，则不要将初始容量设置得过高（或负载因子过低），这一点非常重要。

8. 总结

从上面的讨论中可以明显看出，在我们要处理重复记录的情况下，HashSet是非常有用的集合类。 它为基本操作提供了可预测的性能。

在评论中向我发送有关 Java 中 HashSet的问题。

学习愉快！

参考：

HashSet Java 文档

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