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HashSet 实现 Set 接口，由哈希表（实际上是一个 HashMap 实例）支持。它不保证 set 的 迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素。
对于 HashSet 而言，它是基于 HashMap 实现的，HashSet 底层使用 HashMap 来保存 所有元素，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底 层 HashMap 的相关方法来完成， HashSet 的源代码如下：
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
// 底层使用 HashMap 来保存 HashSet 中所有元素
private transient HashMap<E,Object> map;
// 定义一个虚拟的 Object 对象作为 HashMap 的 value，将此对象定义为 static final。
private static final Object PRESENT = new Object();
/**
* 默认的无参构造器，构造一个空的 HashSet。
*
* 实际底层会初始化一个空的 HashMap，并使用默认初始容量为 16 和加载因子 0.75。
*/
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
/**
* 构造一个包含指定 collection 中的元素的新 set。
*
* 实际底层使用默认的加载因子 0.75 和足以包含指定
* collection 中所有元素的初始容量来创建一个 HashMap。
* @param c 其中的元素将存放在此 set 中的 collection。
*/
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}
/**
* 以指定的 initialCapacity 和 loadFactor 构造一个空的 HashSet。
* 实际底层以相应的参数构造一个空的 HashMap。
*
*/
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 以指定的 initialCapacity 构造一个空的 HashSet。
* 实际底层以相应的参数及加载因子 loadFactor 为 0.75 构造一个空的 HashMap。
*
* @param initialCapacity 初始容量
* @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is less
* than zero
*/
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
/**
* 以指定的 initialCapacity 和 loadFactor 构造一个新的空链接哈希集合。
* 此构造函数为包访问权限，不对外公开，实际只是是对 LinkedHashSet 的支持。
* 实际底层会以指定的参数构造一个空 LinkedHashMap 实例来实现。
*
*
* @param initialCapacity 初始容量。
* @param loadFactor 加载因子
* @param dummy 标记。
*
*/
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
/**
* 返回对此 set 中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。
*
*
* 底层实际调用底层 HashMap 的 keySet 来返回所有的 key。
* value 使用一个 static final 的 Object 对象标识。
* @return 对此 set 中元素进行迭代的 Iterator。
*/
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
/**
* 返回此 set 中的元素的数量（set 的容量）。
* 底层实际调用 HashMap 的 size()方法返回 Entry 的数量，就得到该 Set 中元素的个数。
* @return 此 set 中的元素的数量（set 的容量）。
*/
public int size() {
return map.size();
}
/**
* 如果此 set 不包含任何元素，则返回 true。
*
* 底层实际调用 HashMap 的 isEmpty()判断该 HashSet 是否为空。
*/
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();
}
/**
* 如果此 set 包含指定元素，则返回 true。
* 更确切地讲，当且仅当此 set 包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))
* 的 e 元素时，返回 true。
* 底层实际调用 HashMap 的 containsKey 判断是否包含指定 key。
*
* @param o o 在此 set 中的存在已得到测试的元素。
* @return 如果此 set 包含指定元素，则返回 true。
*/
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
/**
* 如果此 set 中尚未包含指定元素，则添加指定元素。
* 更确切地讲，如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2))
* 的元素 e2，则向此 set 添加指定的元素 e。
* 如果此 set 已包含该元素，则该调用不更改 set 并返回 false。
* 底层实际将将该元素作为 key 放入 HashMap。
* 由于 HashMap 的 put()方法添加 key-value 对时，当新放入 HashMap 的 Entry 中 key
* 与集合中原有 Entry 的 key 相同（hashCode()返回值相等，通过 equals 比较也返回true），
* 新添加的 Entry 的 value 会将覆盖原来 Entry 的 value，但 key 不会有任何改变，
* 因此如果向 HashSet 中添加一个已经存在的元素时，新添加的集合元素将不会被放入HashMap中，
* 原来的元素也不会有任何改变，这也就满足了 Set 中元素不重复的特性。
* @param e 将添加到此 set 中的元素。
* @return 如果此 set 尚未包含指定元素，则返回 true。
*/
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
/**
* 如果指定元素存在于此 set 中，则将其移除。
* 更确切地讲，如果此 set 包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e，
* 则将其移除。如果此 set 已包含该元素，则返回 true
* （或者：如果此 set 因调用而发生更改，则返回 true）。（一旦调用返回，则此 set 不再包含该元素）。
* 底层实际调用 HashMap 的 remove 方法删除指定 Entry。
* @param o 如果存在于此 set 中则需要将其移除的对象。
* @return 如果 set 包含指定元素，则返回 true。
*/
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
/**
* 从此 set 中移除所有元素。此调用返回后，该 set 将为空。
* 底层实际调用 HashMap 的 clear 方法清空 Entry 中所有元素。
*/
public void clear() {
map.clear();
}
/**
* 返回此 HashSet 实例的浅表副本：并没有复制这些元素本身。
* 底层实际调用 HashMap 的 clone()方法，获取 HashMap 的浅表副本，并设置到 HashSet 中。
*
* @return a shallow copy of this set
*/
@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);
}
}
/**
* Save the state of this <tt>HashSet</tt> instance to a stream (that is,
* serialize it).
*
* @serialData The capacity of the backing <tt>HashMap</tt> instance
* (int), and its load factor (float) are emitted, followed by
* the size of the set (the number of elements it contains)
* (int), followed by all of its elements (each an Object) in
* no particular order.
*/
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);
}
/**
* Reconstitute the <tt>HashSet</tt> instance from a stream (that is,
* deserialize it).
*/
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);
}
}
/**
* Creates a <em><a href="Spliterator.html#binding">late-binding</a></em>
* and <em>fail-fast</em> {@link Spliterator} over the elements in this
* set.
*
* <p>The {@code Spliterator} reports {@link Spliterator#SIZED} and
* {@link Spliterator#DISTINCT}. Overriding implementations should document
* the reporting of additional characteristic values.
*
* @return a {@code Spliterator} over the elements in this set
* @since 1.8
*/
public Spliterator<E> spliterator() {
return new HashMap.KeySpliterator<E,Object>(map, 0, -1, 0, 0);
}
}
相关 HashMap 的实现原理，请参考另一篇：Java集合之HashMap的实现原理。