【详解TreeMap】

曾梦想执剑走天涯，我是程序猿【AK】

简述概要

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知识图谱

TreeMap 是 Java 中的一个基于红黑树（一种自平衡二叉查找树）实现的有序映射（Map）接口。它按照键（key）的自然顺序（自然排序）或者根据创建时提供的 Comparator 来存储键值对。在 TreeMap 中，键值对是按照键的升序排列的，这意味着你可以进行高效的有序键值对操作。

主要特性：

1. 有序性：TreeMap 中的元素是有序的，这意味着你可以按照键的顺序遍历 TreeMap。

2. 唯一性：TreeMap 中的键是唯一的，不允许有重复的键。

3. 排序：TreeMap 可以自然排序，也可以通过自定义 Comparator 来定义排序规则。

4. 性能：由于底层是红黑树，TreeMap 在插入、删除和查找操作上具有对数时间复杂度（O(log n)）。

核心方法：

• put(K key, V value)：添加或替换键值对。如果键已存在，则替换其值。
• get(Object key)：根据键获取对应的值。
• remove(Object key)：移除指定键的键值对。
• containsKey(Object key)：检查是否包含指定的键。
• containsValue(Object value)：检查是否包含指定的值。
• keySet()：返回键的集合视图，这些键按自然顺序或自定义顺序排序。
• values()：返回值的集合视图。注意，values() 返回的集合不是有序的。
• entrySet()：返回键值对的集合视图。这个集合是有序的，并且按照键的顺序排列。

使用场景：

• 当你需要一个有序的映射时，TreeMap 是一个很好的选择。
• 如果你需要快速查找、插入和删除操作，并且对数据的顺序有要求，TreeMap 也很适合。

示例代码：

import java.util.TreeMap;

public class TreeMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();

        // 使用自然排序（升序）
        treeMap.put(3, "C");
        treeMap.put(1, "A");
        treeMap.put(2, "B");

        // 遍历 TreeMap
        System.out.println("Natural order:");
        for (Integer key : treeMap.keySet()) {
            System.out.println(key + " = " + treeMap.get(key));
        }

        // 使用自定义 Comparator 进行降序排序
        TreeMap<Integer, String> treeMapDesc = new TreeMap<>((a, b) -> b.compareTo(a));
        treeMapDesc.put(3, "C");
        treeMapDesc.put(1, "A");
        treeMapDesc.put(2, "B");

        System.out.println("\nCustom order (descending):");
        for (Integer key : treeMapDesc.keySet()) {
            System.out.println(key + " = " + treeMapDesc.get(key));
        }
    }
}

在这个示例中，我们创建了两个 TreeMap 实例。第一个实例使用自然排序（升序），而第二个实例使用自定义的 Comparator 来实现降序排序。我们通过 keySet() 方法遍历 TreeMap，它返回的键是有序的。

TreeMap 是 Java 集合框架中的一个重要组成部分，它提供了一种在保持数据有序的同时进行高效操作的方式。

后续更新数据结构与算法篇时，会在此篇更新上链接，详解下红黑树（TreeMap即红黑树结构）......

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