Set的定义是一群不重复的元素的集合容器。也就是说,只要使用Set组件,应该是要保证相同的数据只能写入一份,要么报错,要么忽略。当然一般是直接忽略。
如题,HashSet是Set的一种实现,自然也符合其基本的定义。它的自然表现是,一直往里面插入数据,然后最后可以得到全部不重复的数据集合,即直到天然去重的效果。
1. 简单使用如下
先插入几个元素,得到的结果是没有重复的结果数量。
@Test public void testSetAdd() { Set data = new HashSet(); data.add("a"); data.add("b"); data.add("a"); Assert.assertEquals("数量不正确", 2, data.size()); }
简单说下HashSet的实现原理,它是基于HashMap实现的一种set容器,直白说就是HashSet内部维护了一个HashMap的实例,插入和删除时委托给HashMap去实现,而HashMap中的Key就是HashSet中的值,HashMap的value就是一个常量Object.
// Dummy value to associate with an Object in the backing Map private static final Object PRESENT = new Object(); /** * Constructs a new, empty set; the backing HashMap instance has * default initial capacity (16) and load factor (0.75). */ public HashSet() { map = new HashMap(); } /** * Adds the specified element to this set if it is not already present. * More formally, adds the specified element e to this set if * this set contains no element e2 such that * (e==null?e2==null:e.equals(e2)). * If this set already contains the element, the call leaves the set * unchanged and returns false. * * @param e element to be added to this set * @return true if this set did not already contain the specified * element */ public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; }
还是比较清晰的。
2. HashSet保证元素不重复的原理
上节讲了HashSet是基于HashMap实现的,只不过它忽略了HashMap中的value信息。那么它怎么样保证不重复呢,自然也是依赖于HashMap了,HashMap中要保证key不重复有两个点:一是hashCode()要返回相同的值;二是equals()要返回true;换句话说就是要我们绝对认为该对象就是同一个时,才会替换原来的值。即要重写 hashCode()和equals()方法。样例如下:
class TableFieldDesc { private String fieldName; private String alias; public TableFieldDesc(String fieldName, String alias) { this.fieldName = fieldName; this.alias = alias; } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(fieldName, alias); } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; TableFieldDesc that = (TableFieldDesc) o; return Objects.equals(fieldName, that.fieldName) && Objects.equals(alias, that.alias); } }
这样一来的话, new TableFieldDesc(“f_a”, “a”) 与 new TableFieldDesc(“f_a”, “a”) 就可以相等了,也就是说,如果有两个这样的元素插入,只会被当作同一个服务器托管网来处理了,从而达到去重的效果。测试如下:
@Test public void testSetAdd2() { Set data = new HashSet(); data.add(new TableFieldDesc("f_a", "a")); data.add(new TableFieldDesc("f_a", "a")); Assert.assertEquals("数量不正确", 1, data.size()); }
3. HashSet真能够保证不插入重复元素吗?
如题,hashSet真的能够保证不插入重复元素吗?我们常规理解好像是的,但是实际上还是有点问题。一般地,我们要求HashMap的key是不可变的,为什么会有这种要求呢?因为简单啊。但是,实际场景需要,也允许可变,就是要做到上节说的hashCode与equals重写。看起来一切都很美好,但是真的就没问题了吗?其实是有的。如下:
@Test public void testSetAdd3() { Set data = new HashSet(); TableFieldDesc fa = new TableFieldDesc("f_a", "a"); data.add(fa); // 将f_a 改成了f_b,即 new TableFieldDesc("f_b", "a"); fa.setFieldName("f_b"); TableFieldDesc fb = new TableFieldDesc("f_b", "a"); data.add(fb); System.out.println("data:" + data); // 此处就插入了重复的元素了 Assert.assertEquals("数量不正确", 2, data.size()); }
如上就是,插入了两个重复的元素了,打印信息为:
data:[TableFieldDesc{fieldName='f_b', alias='a'}, TableFieldDesc{fieldName='f_b', alias='a'}]
完整的TableFieldDesc描述如下:
class TableFieldDesc { private String fieldName; private String alias; public TableFieldDesc(String fieldName, String alias) { this.fieldName = fieldName; this.alias = alias; } public void setFieldName(String fieldName) { this.fieldName = fieldName; } public void setAlias(String alias) { this.alias = alias; } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(fieldName, alias); } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; TableFieldDesc that = (TableFieldDesc) o; return Objects.equals(fieldName, that.fieldName) && Objects.equals(alias, that.alias); } @Override public String toString() { return "TableFieldDesc{" + "fieldName='" + fieldName + ''' + ", alias='" + alias + ''' + '}'; } }
View Code
为什么会这样呢?就像测试用例中写的,先插入了一个元素,然后再改变里面的某个值,随后再插入一个改变过之后的值,就重复了。因为hashCode是在插入的时候计算的,而当后续用户改变key的数据值,导致hashCode变更,这时就存在,在对应的slot上,不存在对应元素的情况服务器托管网,所以下次再插入另一个相同元素时,就被认为元素不存在从而插入重复数据了。
更严重的,当元素数据达到一定的时候,会存在扩容,会重复迁移所有元素,可能还会存在hash重新计算从而将重复的元素变为不重复的情况,就更玄乎了。(不过幸好,HashMap中的扩容不会重新计算hash,它会保留原来的hash,所以重复的元素永远会重复。)
结语警示:如果想用Set容器去做去重的工作,需要仔细了解其实现原理,而非想当然的认为会去重。能做到不改变key值就尽量避开,甚至不暴露修改数据的方法,即做到对象不可变的效果。从而避免踩坑。
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