集合篇：Set—TreeSet源码解析

1.整体架构

TreeSet的结构大致与HashSet相似，底层依旧使用组合的方式，组合基础类TreeMap。所以能够对key进行排序。迭代的时候能够按照key的排序顺序进行迭代。

2.源码解析

TreeSet复用TreeMap的两种思路，

复用思路1

这一思路与HashSet复用HashMap的思路相同，

private transient NavigableMap<E,Object> m;

// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();

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

这里并没有直接使用TreeMap，而是创建了一个NavigableMap对象(具体原因之后会说)。利用的同样是TreeMap中key唯一且具有顺序的特性。

复用思路2

TreeSet类的定义如下，

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

该类在定义过程中实现了NavigableSet接口。

TreeSet元素迭代过程中，实现迭代的思路，

// NavigableSet 接口，定义了迭代的一些规范，和一些取值的特殊方法
// TreeSet 实现了该方法，也就是说 TreeSet 本身已经定义了迭代的规范
public interface NavigableSet<E> extends SortedSet<E> {
    Iterator<E> iterator();
    E lower(E e);
}  
// m.navigableKeySet() 是 TreeMap 写了一个子类实现了 NavigableSet接口，实现了 TreeSet 定义的迭代规范
public Iterator<E> iterator() {
    return m.navigableKeySet().iterator();
}

TreeMap中NavigableSet接口的实现如下，

TreeMap实现了TreeSet定义的各种NavigableSet接口的方法。这里复用TreeMap的思路是，TreeSet定义接口规范，但具体的实现靠的是TreeMap中相同的接口规范进行实现。

总结

复用思路总结

TreeSet组合TreeMap的两种思路总结如下，

1. TreeSet直接使用TreeMap的某些功能，包装成自身的API，如add方法。
2. TreeSet定义好接口规范，让TreeMap去实现。

这两种思路都是TreeSet调用TreeMap，但是功能的实现关系完全相反。第一种是功能的定义和实现都在TreeMap中，TreeSet只需要简单调用即可。第二种是TreeSet将接口定义出来，让TreeMap去实现内部逻辑（TreeSet负责接口定义，TreeMap用于实现）。

使用这两种思路复用的原因，

1. 像add这种简单方法，直接使用思路1，主要是add的实现没有复杂的逻辑，TreeSet自己实现起来比较简单。
2. 思路2主要用于复杂场景(如迭代场景)。比如需要能从头迭代、取到第一个值、取最后一个值等复杂操作，此外TreeMap底层结构复杂。这时最好让TreeSet实现接口定义，TreeMap去实现功能。TreeMap对自身底层的复杂结构非常清楚，实现起来准确又简洁。

什么场景下使用TreeSet

一般需要保证元素唯一的同时对元素进行排序时使用TreeSet，使用时最好元素先实现Comparable接口，这样便于底层的TreeMap依据key进行排序。