TreeSet的实现原理

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前一篇我们分析了TreeMap，接下来我们分析TreeSet。HashSet的详细实现是通过封装了一个HashMap的成员变量来实现的，TreeSet也不例外。我们先看部分代码，里面声明了成员变量：

private transient NavigableMap m; 

这里NavigableMap本身是TreeMap所实现的一个接口。我们再看下面和构造函数相关的实现：

TreeSet(NavigableMap m) {  
    this.m = m;  
}  
  
public TreeSet() {   // 无参数构造函数  
    this(new TreeMap());  
}  
  
public TreeSet(Comparator comparator) { // 包含比较器的构造函数  
    this(new TreeMap<>(comparator));  
}  
  
public TreeSet(Collection c) {  
    this();  
    addAll(c);  
}  
  
public TreeSet(SortedSet s) {  
    this(s.comparator());  
    addAll(s);  
}  
  
public  boolean addAll(Collection c) {  
    // Use linear-time version if applicable  
    if (m.size()==0 && c.size() > 0 &&  
        c instanceof SortedSet &&  
        m instanceof TreeMap) {  
        SortedSet set = (SortedSet) c;  
        TreeMap map = (TreeMap) m;  
        Comparator cc = (Comparator) set.comparator();  
        Comparator mc = map.comparator();  
        if (cc==mc || (cc != null && cc.equals(mc))) {  
            map.addAllForTreeSet(set, PRESENT);  
            return true;  
        }  
    }  
    return super.addAll(c);  
}  

这里构造函数相关部分的代码看起来比较多，实际上主要的构造函数就两个，一个是默认的无参数构造函数和一个是比较器构造函数，内部的实现使用的是TreeMap，而其他相关的构造函数都是通过调用这两个来实现的，故其底层使用的就是TreeMap。因此只要掌握了TreeMap原理，那么TreeSet还是比较容易懂的。

1、TreeSet简单介绍

TreeSet是JAVA中集合的一种，TreeSet 是一个有序的集合，它的作用是提供有序的Set集合。它继承于AbstractSet抽象类，实现了NavigableSet,Cloneable,java.io.Serializable接口。一种基于TreeMap的NavigableSet实现。

因为TreeSet继承了AbstractSet抽象类，所以它是一个set集合，可以被实例化，且具有set的属性和方法。

TreeSet是基于TreeMap实现的。TreeSet中的元素支持2种排序方式：自然排序 或者 根据创建TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序。这取决于使用的构造方法。

TreeSet的性能比HashSet差，但是我们在需要排序的时候可以用TreeSet，因为他是自然排序也就是升序。下面是TreeSet实现代码，TreeSet只能通过迭代器迭代元素

java.lang.Object
   ↳     java.util.AbstractCollection
         ↳     java.util.AbstractSet
               ↳     java.util.TreeSet

public class TreeSet extends AbstractSet        
    implements NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable{}

TreeSet与Collection关系如下图：

2、综合对比

2.1 TreeSet和TreeMap

相同点：

1. TreeMap和TreeSet都是有序的集合。
2. TreeMap和TreeSet都是非同步集合，因此他们不能在多线程之间共享，不过可以使用方法Collections.synchroinzedMap() 来实现同步。
3. TreeSet/TreeMap内部对元素的操作时间复杂度为O(logN)，而HashMap/HashSet则为O(1)。

不同点：

1. 最主要的区别就是TreeSet和TreeMap实现Set和Map接口
2. TreeSet只存储一个对象，而TreeMap存储两个对象Key和Value（仅仅key对象有序）
3. TreeSet中不能有重复对象，而TreeMap中可以存在。

2.2 TreeSet和HashSet

相同点：

1. 都是唯一不重复的Set集合。

不同点：

1. 底层来说，HashSet是用Hash表来存储数据，而TreeSet是用红黑树来存储数据。

• 如果不需要顺序的话，则使用HashSet
• 如果需要顺序，则使用TreeSet

2. HashSet是用Hash表来存储数据，而TreeSet是用红黑树来存储数据。