树形结构----二分搜索树与集合_linkedlist 树形结构-优快云博客

本文对比了链表实现的LinkedSet和二分搜索树实现的TreeSet在存储不重复元素时的性能。通过实验，TreeSet在添加大量元素时展现出更高的效率，时间复杂度为O(logn)，而LinkedSet的时间复杂度为O(n)。

存储不重复元素的容器，有链表LinkedSet有序，由二分搜索树实现ThreeSet有序自然排序，由哈希表实现HashSet无序。

集合set接口定义

package shujujiegou_interface;

public interface Set<E> extends Iterable<E>{
    public void add(E element);
    public void remove(E element);
    public boolean contains(E element);
    public int size();
    public boolean isEmpty();
}

由链表实现

package 树形结构;

import shixianClass02.LinkedList;
import shujujiegou_interface.Set;

import java.util.Iterator;

//底层由链表实现的集合   有序
public class LinkedSet<E> implements Set<E> {
    private LinkedList<E> list;
    public LinkedSet(){
        list=new LinkedList<>();
    }

    //向集合中添加一个元素element 如果元素已存在则不添加
    @Override
    public void add(E element) {     //O(n)
        if(!list.contains(element)){
            list.add(element);//O(n)
        }

    }

    @Override
    public void remove(E element) {
         list.remove(element);
    }

    @Override
    public boolean contains(E element) {
        return list.contains(element);
    }

    @Override
    public int size() {
        return list.size();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return list.isEmpty();
    }

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return list.iterator();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return list.toString();
    }
}

由二分搜索树实现set

package 树形结构;

import shujujiegou_interface.Set;
import 查找算法.BinarySearch;

import java.util.Iterator;

//底层由二分搜索树实现的集合   有序  自然排序
public class TreeSet<E extends  Comparable<E>> implements Set<E> {

    private BinarySearchTree<E> tree;
    public TreeSet(){
        tree=new BinarySearchTree<>();
    }
    @Override
    public void add(E element) {    //O(logn)
         tree.add(element);
    }

    @Override
    public void remove(E element) {
        tree.remove(element);
    }

    @Override
    public boolean contains(E element) {
        return tree.contains(element);
    }

    @Override
    public int size() {
        return tree.size();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return tree.isEmpty();
    }

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return tree.iterator();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return tree.toString();
    }
}

测试链表实现和二分搜索树实现的set效率：

package ceshi;

import shujujiegou_interface.Set;
import 树形结构.FileOperation;
import 树形结构.LinkedSet;
import 树形结构.TreeSet;

import java.util.ArrayList;

public class TestSet {
    static ArrayList<String> words;
    public static void main(String[] args) {
        words=new ArrayList<>();
        FileOperation.readFile("pride-and-prejudice.txt",words);

        TreeSet<String> ts=new TreeSet<>();
        System.out.println("TerrSet:");
        countingWords(ts);
        System.out.println(ts.size());
        System.out.println("------------------------------");
        LinkedSet<String> ls=new LinkedSet<>();
        System.out.println("LinkedSet:");
        countingWords(ls);
        System.out.println(ls.size());
    }

    private static void countingWords(Set<String> set) {
        long startTime=System.currentTimeMillis();
        for(String word:words){
            set.add(word);
        }
        long endTime=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间："+(endTime-startTime)+"ms");
    }
}

执行结果

TerrSet:
时间：30ms
6530
------------------------------
LinkedSet:
时间：509ms
6530

可以看出由二分搜索树效率比较高。