一、HashSet源码注释
public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable { static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; //HashSet底层是HashMap private transient HashMap<E,Object> map; // 用来在HashMap中所有的key对应的value值指向这个对象 private static final Object PRESENT = new Object(); /** * 创建空的HashSet,实际上是创建了一个默认实现的HashMap */ public HashSet() { map = new HashMap<>(); } /** * 利用集合创建HashSet */ public HashSet(Collection<? extends E> c) { map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16)); addAll(c); } /** * 手动指定容量和加载因子创建HashSet */ public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } /** * 创建指定容量的HashSet */ public HashSet(int initialCapacity) { map = new HashMap<>(initialCapacity); } /** * 底层是LinkedHashSet */ HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) { map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } /** * 获取迭代器 */ public Iterator<E> iterator() { return map.keySet().iterator(); } /** * 获取元素数量 */ public int size() { return map.size(); } /** * 判断是否为空 */ public boolean isEmpty() { return map.isEmpty(); } /** * 判断HashSet是否存在该 对象 */ public boolean contains(Object o) { return map.containsKey(o); } /** * 新增一个元素，这个元素在HashMap中作为Key，而value则是一个公共的Object */ public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; } /** * 删除一个元素 */ public boolean remove(Object o) { return map.remove(o)==PRESENT; } /** * 清空整个集合 */ public void clear() { map.clear(); } /** * 浅克隆 */ @SuppressWarnings("unchecked") public Object clone() { try { HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone(); newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone(); return newSet; } catch (CloneNotSupportedException e) { throw new InternalError(e); } } /** * 将HashSet写入流中 */ private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException { // Write out any hidden serialization magic s.defaultWriteObject(); // Write out HashMap capacity and load factor s.writeInt(map.capacity()); s.writeFloat(map.loadFactor()); // Write out size s.writeInt(map.size()); // Write out all elements in the proper order. for (E e : map.keySet()) s.writeObject(e); } /** * 从流中读取HashSet的元素 */ private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException { // Read in any hidden serialization magic s.defaultReadObject(); // Read capacity and verify non-negative. int capacity = s.readInt(); if (capacity < 0) { throw new InvalidObjectException("Illegal capacity: " + capacity); } // Read load factor and verify positive and non NaN. float loadFactor = s.readFloat(); if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) { throw new InvalidObjectException("Illegal load factor: " + loadFactor); } // Read size and verify non-negative. int size = s.readInt(); if (size < 0) { throw new InvalidObjectException("Illegal size: " + size); } // Set the capacity according to the size and load factor ensuring that // the HashMap is at least 25% full but clamping to maximum capacity. capacity = (int) Math.min(size * Math.min(1 / loadFactor, 4.0f), HashMap.MAXIMUM_CAPACITY); // Create backing HashMap map = (((HashSet<?>)this) instanceof LinkedHashSet ? new LinkedHashMap<E,Object>(capacity, loadFactor) : new HashMap<E,Object>(capacity, loadFactor)); // Read in all elements in the proper order. for (int i=0; i<size; i++) { @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) s.readObject(); map.put(e, PRESENT); } } /** * 分割迭代器 */ public Spliterator<E> spliterator() { return new HashMap.KeySpliterator<E,Object>(map, 0, -1, 0, 0); } }
二、HashSet源码分析
1、通过代码可以看到其底层是一个HashMap，存入HashSet中的对象都会作为HashMap中的key来保存起来，所有的key都对应着同一个value。
private static final Object PRESENT = new Object();
2、由于所有的元素都是作为key来保存起来的所以当两个元素一样的时候是不会保存第二个的，这样就很好的解决了元素重复的问题，所以HashSet中的 元素是不重复的。
三、TreeSet源码
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable { private transient NavigableMap<E,Object> m; private static final Object PRESENT = new Object(); /** * Constructs a set backed by the specified navigable map. */ TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) { this.m = m; } public TreeSet() { this(new TreeMap<E,Object>()); } /** * 传入比较器 */ public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) { this(new TreeMap<>(comparator)); } /** * 通过集合创建TreeSet，按照元素的自然排序 */ public TreeSet(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); } /** * 通过SortedSet的实现类来创建TreeSet，指定比较器为SortedSet实现类的比较器 */ public TreeSet(SortedSet<E> s) { this(s.comparator()); addAll(s); } /** * 返回迭代器 */ public Iterator<E> iterator() { return m.navigableKeySet().iterator(); } /** * 返回逆序迭代器 */ public Iterator<E> descendingIterator() { return m.descendingKeySet().iterator(); } /** * 逆序视图 */ public NavigableSet<E> descendingSet() { return new TreeSet<>(m.descendingMap()); } /** * 元素个数 */ public int size() { return m.size(); } /** * 集合是否为空 */ public boolean isEmpty() { return m.isEmpty(); } /** * TreeSet是否包含元素o */ public boolean contains(Object o) { return m.containsKey(o); } /** * 添加元素 */ public boolean add(E e) { return m.put(e, PRESENT)==null; } /** * 删除元素 */ public boolean remove(Object o) { return m.remove(o)==PRESENT; } /** * 清空集合 */ public void clear() { m.clear(); } /** * 批量添加元素 */ public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { // Use linear-time version if applicable if (m.size()==0 && c.size() > 0 && c instanceof SortedSet && m instanceof TreeMap) { SortedSet<? extends E> set = (SortedSet<? extends E>) c; TreeMap<E,Object> map = (TreeMap<E, Object>) m; Comparator<?> cc = set.comparator(); Comparator<? super E> mc = map.comparator(); if (cc==mc || (cc != null && cc.equals(mc))) { map.addAllForTreeSet(set, PRESENT); return true; } } return super.addAll(c); } /** * 返回视图 */ public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive, E toElement, boolean toInclusive) { return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive, toElement, toInclusive)); } /** * 返回小于toElement的元素视图，inclusive为true可以等于toElement */ public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) { return new TreeSet<>(m.headMap(toElement, inclusive)); } /** * 返回大于fromElement的元素视图,inclusive为true可以等于fromElement */ public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) { return new TreeSet<>(m.tailMap(fromElement, inclusive)); } /** * 返回fromElement，toElement中间的 视图 */ public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) { return subSet(fromElement, true, toElement, false); } /** * 返回小于toElement的视图 */ public SortedSet<E> headSet(E toElement) { return headSet(toElement, false); } /** * 返回大于fromElement的元素视图 */ public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) { return tailSet(fromElement, true); } //获取比较器 public Comparator<? super E> comparator() { return m.comparator(); } //返回第一个元素 public E first() { return m.firstKey(); } //返回最后一个元素 public E last() { return m.lastKey(); } // NavigableSet API methods /** * 返回小于e的最大的元素，没有就返回null */ public E lower(E e) { return m.lowerKey(e); } /** * 返回小于或等于e的最大元素，没有返回null */ public E floor(E e) { return m.floorKey(e); } /** * 返回大于等于e的最小元素 */ public E ceiling(E e) { return m.ceilingKey(e); } /** * 返回大于e的最小元素 */ public E higher(E e) { return m.higherKey(e); } /** * 返回并删除第一个元素 */ public E pollFirst() { Map.Entry<E,?> e = m.pollFirstEntry(); return (e == null) ? null : e.getKey(); } /** * 返回并删除最后一个元素 */ public E pollLast() { Map.Entry<E,?> e = m.pollLastEntry(); return (e == null) ? null : e.getKey(); } private static final long serialVersionUID = -2479143000061671589L; }
四、TreeSet源码分析
1、TreeSet底层是基于TreeMap的，将加入的元素作为TreeMap的key，使用一个常量类来作为公共的value。
2、既然是基于TreeMap，说明也是可以自定义构造器或者利用元素的自然排序。说明这个Set的有序的，且元素不会重复。
五、TreeSet和HashSet的区别
1、TreeSet和HashSet都不能存储重复元素，集合里面的元素都是唯一的。
2、HashSet是通过元素的Hash值来确定位置，且是无序的。TreeSet中的元素是有序的，通过比较器或者自然排序来对元素进行排序。
3、HashSet中可以存储null，TreeSet中默认不可以存储null，但是可以通过自己定义比较器来实现null的存储。
六、LinkedHashSet和HashSet的区别与联系
1、通过下面的代码可以看出LinkedHashSet是HashSet的子类，其底层是通过LinkedHashMap来实现数据的存储和排序的 。
public class LinkedHashSet<E> extends HashSet<E> implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID = -2851667679971038690L; //调用父类的构造函数，通过HashSet的构造函数可知，LinkedHashSet底层是通过LinkedHashMap来实现的 public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor, true); } public LinkedHashSet(int initialCapacity) { super(initialCapacity, .75f, true); } public LinkedHashSet() { super(16, .75f, true); } public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) { super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true); addAll(c); } @Override public Spliterator<E> spliterator() { return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.DISTINCT | Spliterator.ORDERED); } }