对HashMap.put()和HashSet.add()的探究

这篇文章主要讨论HashMap.put()和HashSet.add()其中的几点关系和特性，即

1.HashSet的底层调用了HashMap

2.HashMap插入的entry允许key=null,value=null,HashSet也允许添加null对象

3.HashMap中entry的key不会有重复

以下纯粹是自己在阅读相关源码和资料后自己的总结，由于自己的水平有限，如果有任何错误的地方，希望大家能够指出并一起讨论解决。

1.HashSet的底层调用了HashMap

HashSet和HashMap一个重要的关系就是HashSet的底层是调用了HashMap，既然此篇文章探究的是HashMap.put()和HashSet.add()的关系，那就以HashSet.add()方法来举例（似乎不是很严谨），如：

 public boolean add(E e) {        return map.put(e, PRESENT)==null;    }再来看map这个实例对象
private transient HashMap<E,Object> map;
从上述源码中，HashSet和HashMap的关系便一目了然
2.HashMap插入的entry允许key=null,value=null，HashSet也允许添加null对象
既然HashMap和HashSet有这么密切的关系，那么它们在方法的某些特性上必有相似的特点，那就先从HashMap.put()说起，先看一段代码：
public class Test {   		public static void main(String[] args){		HashMap<String,String> hashMap = new HashMap<String,String>();		System.out.println("这是插入key=null,value=null的Node之前hashMap的长度:"+hashMap.size());		hashMap.put(null, null);		System.out.println("这是插入key=null,value=null的Node之后hashMap的长度:"+hashMap.size());		}			}再看看运行结果打印的日志
从结果可以看到key=null,value=null的键值对成功插入到HashMap中
再来看看在HashMap的源码中是如何实现这一点的
public V put(K key, V value) {        return putVal(hash(key), key, value, false, true);    }先看其中的hash()方法
static final int hash(Object key) {        int h;        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);    }从中可以看出key是允许==null，当key==null时hash值便为0
再看看putVal()方法
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,                   boolean evict) {        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)            n = (tab = resize()).length;        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);        else {            Node<K,V> e; K k;            if (p.hash == hash &&                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                e = p;            else if (p instanceof TreeNode)                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);            else {                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {                    if ((e = p.next) == null) {                        p.next = newNode(hash, key, value, null);                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st                            treeifyBin(tab, hash);                        break;                    }                    if (e.hash == hash &&                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                        break;                    p = e;                }            }            if (e != null) { // existing mapping for key                V oldValue = e.value;                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)                    e.value = value;                afterNodeaccess(e);                return oldValue;            }        }        ++modCount;        if (++size > threshold)            resize();        afterNodeInsertion(evict);        return null;    }其中并没有看到对key==null或者value==null时的限制，其中有一段重要的代码
 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
从上面的讨论中已知当key==null时hash的值为0，所以i也为0，也就是说当key==null时，对应的entry是安插在索引位置为0，即数组的第一个节点
因此可以得出结论，HashMap的键值对的key和value是允许为null的，由于HashSet.add()的底层是调用HashMap，同理可知HashSet也是允许添加进值为null的对象
3.HashMap中entry的key不会有重复
先看一段关于插入的代码
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,                   boolean evict) {        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)            n = (tab = resize()).length;        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);        else {                                             //说明此时在对应的索引位置已经有对象了            Node<K,V> e; K k;            if (p.hash == hash &&                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) // 判断原对象与插入的对象的key是否一样                e = p;            else if (p instanceof TreeNode)               //......            else {             
               //...... }
            if (e != null) { //说明原对象与插入的对象的key相同                 V oldValue = e.value;                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)                    e.value = value;//将新插入的entry的value覆盖掉原来的entry的value                afterNodeAccess(e);                return oldValue;            }        }        ++modCount;        if (++size > threshold)            resize();        afterNodeInsertion(evict);        return null;    }
从上述代码可以看出，当插入的entry与已插入的老entry的key和hash都相同时（即哈希冲突），因为key相同，所以对key不进行更改操作，而新entry的value将会覆盖掉老entry的value（即oldValue），因此一个HashMap中不会有重复的key,HashSet恰恰是利用HashMap的这一特性来使得HashSet中的对象没有重复的，先看一段HashSet源码
public boolean add(E e) {        return map.put(e, PRESENT)==null;    }
再看看PRESENT对象
private static final Object PRESENT = new Object();
从中可以看出，当HashSet每次add一个对象时都调用map.put，之前的讨论中已知e也就是key是不会重复的，
而value每一次都用PRESENT这个对象代替，因此实现了HashSet不会有重复的元素这个特性