TreeSet是Java中实现Set接口的类，提供排序和唯一性保证。它基于红黑树数据结构，可以按自然顺序或通过比较器进行排序。文章介绍了TreeSet的基本概念，包括自然排序和比较器排序的使用，并提供了存储Integer类型和自定义对象的示例。
TreeSet
TreeSet类是Set接口的一个实现类，主要作用是用于对对象的排序以及确定存入对象的唯一性。TreeSet 是SortedSet（排序l集） 接口的实现类，正如SortedSet 名字所暗示的， TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。
1、TreeSet类概述
- 使用元素的自然顺序对元素进行排序
- 或者根据创建 set 时提供的 Comparator 进行排序
- 具体取决于使用的构造方法。
2、TreeSet是如何保证元素的排序和唯一性的
- 底层数据结构是红黑树(红黑树是一种自平衡的二叉树)
自然排序
代码实现： TreeSet存储Integer类型的元素并遍历
package cn.wen_01;
import java.util.TreeSet;
/*
* TreeSet：能够对元素按照某种规则进行排序。
* 排序有两种方式
* A:自然排序
* B:比较器排序
*
* TreeSet集合的特点：排序和唯一
*
* 通过观察TreeSet的add()方法，知道最终要看TreeMap的put()方法。
*/
public class TreeSetDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
// 自然顺序进行排序
TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();
// 创建元素并添加
// 20,18,23,22,17,24,19,18,24
ts.add(20);
ts.add(18);
ts.add(23);
ts.add(22);
ts.add(17);
ts.add(24);
ts.add(19);
ts.add(18);
ts.add(24);
// 遍历
for (Integer i : ts) {
System.out.println(i);
}
}
}源码大致如下，看不懂就跳过。
interface Collection {...}
interface Set extends Collection {...}
interface NavigableMap {
}
class TreeMap implements NavigableMap {
public V put(K key, V value) {
Entry<K,V> t = root;
if (t == null) {
compare(key, key); // type (and possibly null) check
root = new Entry<>(key, value, null);
size = 1;
modCount++;
return null;
}
int cmp;
Entry<K,V> parent;
// split comparator and comparable paths
Comparator<? super K> cpr = comparator;
if (cpr != null) {
do {
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
else {
if (key == null)
throw new NullPointerException();
Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
do {
parent = t;
cmp = k.compareTo(t.key);
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
if (cmp < 0)
parent.left = e;
else
parent.right = e;
fixAfterInsertion(e);
size++;
modCount++;
return null;
}
}
class TreeSet implements Set {
private transient NavigableMap<E,Object> m;
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}
public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
}
}
真正的比较是依赖于元素的compareTo()方法，而这个方法是定义在 Comparable里面的。
所以，你要想重写该方法，就必须是先 Comparable接口。这个接口表示的就是自然排序。练习：
1、TreeSet存储自定义对象并保证排序和唯一
package cn.wen_01;
import java.util.TreeSet;
/*
* TreeSet存储自定义对象并保证排序和唯一。
*
* A:你没有告诉我们怎么排序
* 自然排序，按照年龄从小到大排序
* B:元素什么情况算唯一你也没告诉我
* 成员变量值都相同即为同一个元素
*/
public class TreeSetDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
// 创建元素
Student s1 = new Student("xiaoming", 27);
Student s2 = new Student("xiaohe", 29);
Student s3 = new Student("xiaoli", 23);
Student s4 = new Student("laowang", 27);
Student s5 = new Student("xiaohong", 22);
Student s6 = new Student("xiaomeng", 40);
Student s7 = new Student("xiaoliang", 22);
// 添加元素
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
ts.add(s7);
// 遍历
for (Student s : ts) {
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
}
}
package cn.wen_01;
/*
* 如果一个类的元素要想能够进行自然排序，就必须实现自然排序接口
*/
public class Student implements Comparable<Student> {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public int compareTo(Student s) {
// return 0;
// return 1;
// return -1;
// 这里返回什么，其实应该根据我的排序规则来做
// 按照年龄排序,主要条件
int num = this.age - s.age;
// 次要条件
// 年龄相同的时候，还得去看姓名是否也相同
// 如果年龄和姓名都相同，才是同一个元素
int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
return num2;
}
}
2、请按照姓名的长度排序
package cn.wen_02;
import java.util.TreeSet;
/*
* 需求：请按照姓名的长度排序
*/
public class TreeSetDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
// 创建元素
Student s1 = new Student("a", 27);
Student s2 = new Student("b", 29);
Student s3 = new Student("c", 23);
Student s4 = new Student("d", 27);
Student s5 = new Student("e", 22);
Student s6 = new Student("f", 40);
Student s7 = new Student("g", 22);
Student s8 = new Student("h", 29);
// 添加元素
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
ts.add(s7);
ts.add(s8);
// 遍历
for (Student s : ts) {
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
}
}
package cn.itcast_06;
/*
* 如果一个类的元素要想能够进行自然排序，就必须实现自然排序接口
*/
public class Student implements Comparable<Student> {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public int compareTo(Student s) {
// 主要条件 姓名的长度
int num = this.name.length() - s.name.length();
// 姓名的长度相同，不代表姓名的内容相同
int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
// 姓名的长度和内容相同，不代表年龄相同，所以还得继续判断年龄
int num3 = num2 == 0 ? this.age - s.age : num2;
return num3;
}
}
比较器排序
备注：这里的知识点本人比较模糊不加以解释，先记录学习笔记。
TreeSet保证元素唯一性和比较器排序的原理及代码实现
测试类：
package cn.wen_01;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
/*
* 需求：请按照姓名的长度排序
*
* TreeSet集合保证元素排序和唯一性的原理
* 唯一性：是根据比较的返回是否是0来决定。
* 排序：
* A:自然排序(元素具备比较性)
* 让元素所属的类实现自然排序接口 Comparable
* B:比较器排序(集合具备比较性)
* 让集合的构造方法接收一个比较器接口的子类对象 Comparator
*/
public class TreeSetDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
// TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); //自然排序
// public TreeSet(Comparator comparator) //比较器排序
// TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new MyComparator());
// 如果一个方法的参数是接口，那么真正要的是接口的实现类的对象
// 而匿名内部类就可以实现这个东西
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
// 姓名长度
int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
// 姓名内容
int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
: num;
// 年龄
int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
return num3;
}
});
// 创建元素
Student s1 = new Student("a", 27);
Student s2 = new Student("b", 29);
Student s3 = new Student("c", 23);
Student s4 = new Student("d", 27);
Student s5 = new Student("e", 22);
Student s6 = new Student("f", 40);
Student s7 = new Student("g", 22);
Student s8 = new Student("h", 29);
// 添加元素
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
ts.add(s7);
ts.add(s8);
// 遍历
for (Student s : ts) {
System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
}
}
}
学生类：
package cn.wen_01;
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
Comparator类：
package cn.wen_01;
import java.util.Comparator;
public class MyComparator implements Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
// int num = this.name.length() - s.name.length();
// this -- s1
// s -- s2
// 姓名长度
int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
// 姓名内容
int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
// 年龄
int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
return num3;
}
}
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