Java集合之TreeSet

本文介绍了Java中TreeSet集合的基本概念及其实现原理,并提供了使用示例。TreeSet是一个有序集合,可以按照任何顺序将元素插入该集合,当对该集合进行迭代时,各个值将自动以排序后的顺序出现。

一、概述

  1、TreeSet(树集)是一个有序集合,可以按照任何顺序将元素插入该集合,当对该集合进行迭代时,各个值将自动以排序后的顺序出现。TreeSet中的元素按照升序排列,缺省是按照自然顺序进行排序,意味着TreeSet中的元素要实现Comparable接口,或者有一个自定义的比较器Comparator。

  2、TreeSet底层使用的是TreeMap,TreeMap的底层实现是红黑树(详细见http://www.cnblogs.com/xujian2014/p/4645943.html)。

 public TreeSet()
 {
        this(new TreeMap<E,Object>());
 }

二、TreeSet使用示例

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<>();
        treeSet.add("Bili");
        treeSet.add("Amy");
        treeSet.add("cDy");
        for (String string : treeSet)
        {
            System.out.println(string);
        }
 }

  由于String类实现了Comparable接口,它的compareTo方法是按照字典顺序来对字符串进行排序,所以结果如下:

如果想插入自定义的对象,必须通过实现Comparable接口来定义一个排列的顺序,eg:

class Person implements Comparable<Person>
{
    int age;
    String name;
    String address;
    public Person(int age, String name)
    {
        super();
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    @Override
    public int compareTo(Person o)
    {
        return this.age-o.age;
    }
}
public class TestMain
{
    public static void main(String[] args)
    {
        TreeSet<Person> treeSet=new TreeSet<Person>();
        treeSet.add(new Person(12, "xujian"));
        treeSet.add(new Person(6, "luyang"));
        treeSet.add(new Person(10, "xiewei"));
        for (Person person : treeSet)
        {
            System.out.println(person.name+":"+person.age);
        }
    }
}

  执行结果如下:

  

  当然也可以自定义一个比较器Comparator,实现compare方法。

  注意:

  1、TreeSet的排列顺序必须是全局顺序,也就是说任何两个元素都是必须可比的,同时只有当他们比较相同时才返回0。

  2、如果树集包含了n个元素,那么平均需要进行log2n次比较,才能找到新元素的正确位置。

  

 

### Java TreeSet 实现原理 `TreeSet` 是基于 `NavigableSet` 接口的一个实现类,其底层数据结构依赖于红黑树(Red-Black Tree),具体来说是通过封装了一个 `TreeMap` 来完成操作。以下是关于其实现方式的具体分析: #### 底层机制 `TreeSet` 使用了 `TreeMap` 的键值对特性来存储元素。由于 `TreeMap` 自身是一个有序的映射表,因此 `TreeSet` 能够保持自然顺序或者自定义顺序。当向 `TreeSet` 添加一个新元素时,实际上会调用 `TreeMap` 的 `put()` 方法[^1]。 对于每一个添加到 `TreeSet` 的对象,都会被作为 `TreeMap` 键的一部分处理。而这些键则按照它们自身的 `compareTo()` 或者外部传入的 `Comparator` 进行排序[^5]。 #### 关键方法解析 - **add(E e)** 当调用 `add(E e)` 方法时,实际上是将该元素传递给内部维护的 `TreeMap` 并执行 `m.put(e, PRESENT)` 操作。如果返回的结果为 `null` 则表示成功插入;否则表明此元素已经存在。 - **remove(Object o)** 和其他基本功能 删除以及查找等基础逻辑同样也是委托给了 `TreeMap` 对应的功能模块去完成,整体设计较为简洁明了[^2]。 #### 特殊需求支持 为了能够正确地比较不同类型的对象并维持正确的次序关系,通常要求存放在 `TreeSet` 中的对象要么实现了 `Comparable` 接口以便提供默认的排序行为[^4],要么是在创建实例的时候指定一个定制化的 `Comparator` 实例用于替代标准比较策略[^3]。 --- ### 示例代码展示 下面给出一段简单的例子演示如何使用带有自定义比较器的 `TreeSet`: ```java import java.util.Comparator; import java.util.TreeSet; public class Main { public static void main(String[] args) { // 创建具有反向整数顺序的 TreeSet TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<Integer>() { @Override public int compare(Integer i1, Integer i2) { return i2.compareTo(i1); // 反转正常顺序 } }); // 插入一些数值 treeSet.add(10); treeSet.add(5); treeSet.add(7); System.out.println(treeSet); // 输出应该是 [10, 7, 5] } } ``` 上述程序展示了通过构造函数参数化的方式引入特定规则下的集合管理方案。 --- ### 总结 综上所述,`TreeSet` 主要依靠内置的 `TreeMap` 结构达成高效的数据管理和检索能力。它的核心优势在于自动排序特性和较低的时间复杂度表现(O(log n)),非常适合那些需要频繁访问已排序列表的应用场景。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值