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LinkedHashSet学习(基于JDK1.8)

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

LinkedHashSet学习(基于JDK1.8)

1. 类的特性

linkedHashSet的类注释,提供了以下信息

  • linkedHashSet基于哈希表和链表实现了Set接口
    • 允许有且只有一个null值
    • 在所有的元素中维护了一个双向链表,可以维护元素的插入顺序
  • 性能:
    • 与HashSet一样,在散列均匀的情况下,基本操作(add、remove、contains)的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)
    • 但实际性能稍逊于HashSet,因为维护元素间的双向链表需要一定的开销。
    • linkedHashSet元素的遍历,不再基于桶,而是基于链表,遍历时间与元素个数成正比
  • linkedHashSet是非线程安全的,多线程访问,可以使用Collections.synchronizedSet()将其转为线程安全的set类型
  • 使用fail-fast 迭代器,一旦创建好迭代器,除非使用迭代器自身的remove方法,其他任何修改结构的方法,都将触发迭代器抛出ConcurrentModificationException 异常

总结:

  • 使用哈希表加(双向)链表的结构,允许null值,可以维护元素的插入顺序
  • 基本操作的性能为 O ( 1 ) O(1) O(1),遍历是基于链表而非桶
  • 非线程安全,使用fail-fast 迭代器

疑问:

  • 回想其余set类实现,linkedHashSet应该是基于linkedHashMap实现的。
  • 为何类注释中,没有说linkedHashSet支持访问顺序呢?
  • 只是说,通过双向链表维护了元素的插入顺序
2. linkedHashSet & linkedHashMap 2.1 linkedHashSet的实现如此简单
  • 查看linkedHashSet源码,其结构如下
  • 除了构造函数,没有常见的set类的关键方法,甚至没有成员变量
  • 让人感觉很神奇,为何实现如此简单?
2.2 类图
  • linkedHashSet类的定义如下

    public class linkedHashSet extends HashSet
        implements Set, Cloneable, java.io.Serializable 
    
  • 类图如下

  • 查看linkedHashMap的类图,二者非常相似,简直是照葫芦画瓢

2.3 关联分析
  • linkedHashMap基于HashMap实现,对一些关键方法进行了重写,从而在所有的entry中维护一个双向链表
  • HashSet基于HashMap实现,存在一个default构造函数,使用子类linkedHashMap初始化HashMap
    • dummy入参:无意义的参数,只是为了实现重载,与其他的构造函数相区别
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new linkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
    
  • 从Java的多态可知,通过该构造函数初始化的map字段,实际执行时将调用子类linkedHashMap的相关方法

巧妙之处来了:

  • linkedHashSet的构造函数,实际都调用HashSet的上述default构造函数

  • 也就是说,linkedHashSet中的map字段,实际为linkedHashMap类型

  • 这样,所有entry之间就存在一个双向链表,即linkedHashSet的所有元素之间存在一个双向链表

  • 从而,linkedHashSet中元素是有序的,为元素的插入顺序

    // 指定初始化容量和loadFactor的空set
    public linkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }
    
    // 指定初始化容量、使用默认loadFactor的空set
    public linkedHashSet(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity, .75f, true);
    }
    
    // 使用默认值构建一个空set
    public linkedHashSet() {
        super(16, .75f, true);
    }
    
    // 基于指定的元素构建一个set
    public linkedHashSet(Collection c) {
        super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);
        addAll(c);
    }
    

  • linkedHashMap简单学习(基于JDK 1.8) (自荐博客,帮助学习linkedHashSet)
2.4 为何不支持访问顺序?
  • 从HashSet的default构造函数可以看出,构建的linkedHashMap将默认使用插入顺序

    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new linkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }
    
  • 因此,基于linkedHashMap的linkedHashSet,也将使用插入顺序

  • 没有其他的构造函数可以提供一个具有访问顺序的linkedHashMap,linkedHashSet自然也不会支持访问顺序

3. 总结

关于linkedHashSet

  • 继承HashSet类,巧妙的依靠Java的继承与多态,建立起与linkedHashMap之间的联系
  • 实际上,基于linkedHashMap实现了Set接口

与HashSet的区别

  • 最大的区别:元素是有序的,支持插入顺序
  • 先学习List类:ArrayList、Vector、linkedList
  • 再学习Map类:TreeMap(先学习红黑树)、HashMap、linkedHashMap
  • 最后学习Set类:TreeSet、HashSet、linkedHashSet;与上述Map类一起,对照学习
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