# HashSet

OpenJdk azul-11을 기반으로 작성하였습니다. 오개념이나 잘못된 부분이 있으면 dev.hyeonic@gmail.com로 많은 피드백 부탁드립니다!

# Set 이란?

Java의 Set은 java.util 패키지에 인터페이스로 해당 인터페이스를 구현한 클래스들은 다음과 같은 특징을 만족해야 한다.

요소의 저장 순서를 유지 하지 않는다.
같은 요소의 중복 저장을 허용하지 않는다.

정리하면 Set 인터페이스는 수학적 집합 추상화를 모델링한 것이다.

# HashSet 이란?

HashSet 클래스는 Set 인터페이스를 구현한 구현체로 해시 테이블를 활용하여 지원된다. 또한 요소들을 저장한 순서가 유지 되지 않고 null 값의 저장이 가능하다. 하지만 set의 특성을 가지고 있기 때문에 하나의 null만이 저장 가능하다.

Set은 보통 비선형 구조를 이루고 있기 때문에 인덱스가 존재하지 않는다. 그렇기 때문에 값을 추가하거나 삭제할 때 해당하는 값이 Set에 존재하는지 검색한 뒤 이후 작업을 진행한다.

TIP

만약 요소의 저장 순서를 유지해야 한다면 LinkedHashSet 클래스를 사용해야 한다.

# 요소의 비교

HashSet은 새로운 객체를 저장하기 전에 먼저 객체에 선언된 hashCode() 메소드를 호출하여 저장된 객체들의 해시 코드와 비교하여 같은 해시 코드가 있다면 equals() 메서드로 두 객체를 비교한다. true가 나오면 동일한 객체라 판단하고 저장하지 않는다.

# HashSet의 사용

HashSet은 기본적으로 HashMap을 활용한 부분이 많다. HashSet의 동작구조를 알기 위해서는 HashMap에 대한 동작구조를 이해해야 한다. 해당 게시글에서는 HashSet에 대한 간단한 동작 구조만 살펴볼 예정이다.

# 생성자

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    ...

    private transient HashMap<E,Object> map;
    private static final Object PRESENT = new Object();

    ...

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

    public HashSet(Collection<? extends E> c) {
        map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
        addAll(c);
    }

    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }

    public HashSet(int initialCapacity) {
        map = new HashMap<>(initialCapacity);
    }

    ...
}

public HashSet(): 기본 생성자이다. HashMap을 기본 생성하게 되면 capacity(16), load factor(0.75)의 값을 초기값으로 설정하여 생성한다.
public HashSet(Collection<? extends E> c): Collection 타입을 매개변수로 받는 생성자이다. HashMap은 기본 load factor(0.75)와 지정된 Collection의 요소를 포함하기에 충분한 초기 용량을 설정하여 생성된다.
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor): 비어있는 Set을 생성하기 위한 생성자이다. 해당 매개변수는 HashMap을 생성할 때 사용된다.
public HashSet(int initialCapacity): 비어있는 Set을 생성한다. 해당 매개변수는 HashMap을 생성할 때 사용된다. 기본 laod factor는 0.75이다.

# 요소 추가

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    ...

    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

    ...
}

public add(E e): 입력되는 값이 HashSet 내부에 존재하지 않으면 요소를 추가하고 true를 반환한다. 내부에 요소가 존재하면 false를 반환한다. HashMap은 기본적으로 저장공간보다 많은 값이 추가로 들어오면 저장용량을 약 두배로 늘린다. HashSet은 이러한 HashMap을 사용하기 때문에 동일하다.

HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add(1); // true
hashSet.add(2); // true
hashSet.add(3); // true
hashSet.add(3); // false

# 요소 삭제

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    ...
    
    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

    public void clear() {
        map.clear();
    }

    ...
}

public boolean remove(Object o): 매개변수로 받은 객체가 존재하면 지우고 true를 반환한다. 존재하지 않다면 false를 반환한다.
public void clear(): 존재하는 모든 요소를 제거한다.

HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
hashSet.remove(3); 
hashSet.clear();

# 집합 크기 구하기

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    ...
    
    public int size() {
        return map.size();
    }

    ...
}

public int size(): 집합의 요소 수를 반환한다.

HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
System.out.println(hashSet.size()); // 3

# 요소 검색

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    ...
    
    public boolean contains(Object o) {
        return map.containsKey(o);
    }

    ...
}

public boolean contains(Object o): 이 집합에 지정된 요소가 포함되어 있으면 true를 반환한다.

HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
System.out.println(hashSet.contains(3)); // true

# References

Interface Set (opens new window)
Class HashSet (opens new window)
[Java] 자바 HashSet 사용법 & 예제 총정리 (opens new window)

#java #HashSet

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