Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例

 

概要

这一章,我们对TreeMap进行学习。
我们先对TreeMap有个整体认识,然后再学习它的源码,最后再通过实例来学会使用TreeMap。内容包括:
第1部分 TreeMap介绍
第2部分 TreeMap数据结构
第3部分 TreeMap源码解析(基于JDK1.6.0_45)
第4部分 TreeMap遍历方式
第5部分 TreeMap示例

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第1部分 TreeMap介绍

TreeMap 简介

TreeMap 是一个有序的key-value集合,它是通过红黑树实现的。
TreeMap 继承于AbstractMap,所以它是一个Map,即一个key-value集合。
TreeMap 实现了NavigableMap接口,意味着它支持一系列的导航方法。比如返回有序的key集合。
TreeMap 实现了Cloneable接口,意味着它能被克隆
TreeMap 实现了java.io.Serializable接口,意味着它支持序列化

TreeMap基于红黑树(Red-Black tree)实现。该映射根据其键的自然顺序进行排序,或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序,具体取决于使用的构造方法。
TreeMap的基本操作 containsKey、get、put 和 remove 的时间复杂度是 log(n) 。
另外,TreeMap是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fastl的。

 

TreeMap的构造函数

// 默认构造函数。使用该构造函数,TreeMap中的元素按照自然排序进行排列。

TreeMap()



// 创建的TreeMap包含Map

TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> copyFrom)



// 指定Tree的比较器

TreeMap(Comparator<? super K> comparator)



// 创建的TreeSet包含copyFrom

TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> copyFrom)

 

TreeMap的API

Entry<K, V>                ceilingEntry(K key)

K                          ceilingKey(K key)

void                       clear()

Object                     clone()

Comparator<? super K>      comparator()

boolean                    containsKey(Object key)

NavigableSet<K>            descendingKeySet()

NavigableMap<K, V>         descendingMap()

Set<Entry<K, V>>           entrySet()

Entry<K, V>                firstEntry()

K                          firstKey()

Entry<K, V>                floorEntry(K key)

K                          floorKey(K key)

V                          get(Object key)

NavigableMap<K, V>         headMap(K to, boolean inclusive)

SortedMap<K, V>            headMap(K toExclusive)

Entry<K, V>                higherEntry(K key)

K                          higherKey(K key)

boolean                    isEmpty()

Set<K>                     keySet()

Entry<K, V>                lastEntry()

K                          lastKey()

Entry<K, V>                lowerEntry(K key)

K                          lowerKey(K key)

NavigableSet<K>            navigableKeySet()

Entry<K, V>                pollFirstEntry()

Entry<K, V>                pollLastEntry()

V                          put(K key, V value)

V                          remove(Object key)

int                        size()

SortedMap<K, V>            subMap(K fromInclusive, K toExclusive)

NavigableMap<K, V>         subMap(K from, boolean fromInclusive, K to, boolean toInclusive)

NavigableMap<K, V>         tailMap(K from, boolean inclusive)

SortedMap<K, V>            tailMap(K fromInclusive)

 

第2部分 TreeMap数据结构

TreeMap的继承关系

java.lang.Object

   ↳     java.util.AbstractMap<K, V>

         ↳     java.util.TreeMap<K, V>



public class TreeMap<K,V>

    extends AbstractMap<K,V>

    implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable {}

 

TreeMap与Map关系如下图:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例

从图中可以看出:
(01) TreeMap实现继承于AbstractMap,并且实现了NavigableMap接口。
(02) TreeMap的本质是R-B Tree(红黑树),它包含几个重要的成员变量: root, size, comparator
  root 是红黑数的根节点。它是Entry类型,Entry是红黑数的节点,它包含了红黑数的6个基本组成成分:key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)。Entry节点根据key进行排序,Entry节点包含的内容为value。
  红黑数排序时,根据Entry中的key进行排序;Entry中的key比较大小是根据比较器comparator来进行判断的。
  size是红黑数中节点的个数。

关于红黑数的具体算法,请参考"红黑树(一) 原理和算法详细介绍"。

 

第3部分 TreeMap源码解析(基于JDK1.6.0_45)

为了更了解TreeMap的原理,下面对TreeMap源码代码作出分析。我们先给出源码内容,后面再对源码进行详细说明,当然,源码内容中也包含了详细的代码注释。读者阅读的时候,建议先看后面的说明,先建立一个整体印象;之后再阅读源码。

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
   1 package java.util;

   2 

   3 public class TreeMap<K,V>

   4 extends AbstractMap<K,V>

   5 implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable

   6 {

   7 

   8     // 比较器。用来给TreeMap排序

   9     private final Comparator<? super K> comparator;

  10 

  11     // TreeMap是红黑树实现的,root是红黑书的根节点

  12     private transient Entry<K,V> root = null;

  13 

  14     // 红黑树的节点总数

  15     private transient int size = 0;

  16 

  17     // 记录红黑树的修改次数

  18     private transient int modCount = 0;

  19 

  20     // 默认构造函数

  21     public TreeMap() {

  22         comparator = null;

  23     }

  24 

  25     // 带比较器的构造函数

  26     public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {

  27         this.comparator = comparator;

  28     }

  29 

  30     // 带Map的构造函数,Map会成为TreeMap的子集

  31     public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {

  32         comparator = null;

  33         putAll(m);

  34     }

  35 

  36     // 带SortedMap的构造函数,SortedMap会成为TreeMap的子集

  37     public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m) {

  38         comparator = m.comparator();

  39         try {

  40             buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);

  41         } catch (java.io.IOException cannotHappen) {

  42         } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {

  43         }

  44     }

  45 

  46     public int size() {

  47         return size;

  48     }

  49 

  50     // 返回TreeMap中是否保护“键(key)”

  51     public boolean containsKey(Object key) {

  52         return getEntry(key) != null;

  53     }

  54 

  55     // 返回TreeMap中是否保护"值(value)"

  56     public boolean containsValue(Object value) {

  57         // getFirstEntry() 是返回红黑树的第一个节点

  58         // successor(e) 是获取节点e的后继节点

  59         for (Entry<K,V> e = getFirstEntry(); e != null; e = successor(e))

  60             if (valEquals(value, e.value))

  61                 return true;

  62         return false;

  63     }

  64 

  65     // 获取“键(key)”对应的“值(value)”

  66     public V get(Object key) {

  67         // 获取“键”为key的节点(p)

  68         Entry<K,V> p = getEntry(key);

  69         // 若节点(p)为null,返回null;否则,返回节点对应的值

  70         return (p==null ? null : p.value);

  71     }

  72 

  73     public Comparator<? super K> comparator() {

  74         return comparator;

  75     }

  76 

  77     // 获取第一个节点对应的key

  78     public K firstKey() {

  79         return key(getFirstEntry());

  80     }

  81 

  82     // 获取最后一个节点对应的key

  83     public K lastKey() {

  84         return key(getLastEntry());

  85     }

  86 

  87     // 将map中的全部节点添加到TreeMap中

  88     public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {

  89         // 获取map的大小

  90         int mapSize = map.size();

  91         // 如果TreeMap的大小是0,且map的大小不是0,且map是已排序的“key-value对”

  92         if (size==0 && mapSize!=0 && map instanceof SortedMap) {

  93             Comparator c = ((SortedMap)map).comparator();

  94             // 如果TreeMap和map的比较器相等;

  95             // 则将map的元素全部拷贝到TreeMap中,然后返回!

  96             if (c == comparator || (c != null && c.equals(comparator))) {

  97                 ++modCount;

  98                 try {

  99                     buildFromSorted(mapSize, map.entrySet().iterator(),

 100                                 null, null);

 101                 } catch (java.io.IOException cannotHappen) {

 102                 } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {

 103                 }

 104                 return;

 105             }

 106         }

 107         // 调用AbstractMap中的putAll();

 108         // AbstractMap中的putAll()又会调用到TreeMap的put()

 109         super.putAll(map);

 110     }

 111 

 112     // 获取TreeMap中“键”为key的节点

 113     final Entry<K,V> getEntry(Object key) {

 114         // 若“比较器”为null,则通过getEntryUsingComparator()获取“键”为key的节点

 115         if (comparator != null)

 116             return getEntryUsingComparator(key);

 117         if (key == null)

 118             throw new NullPointerException();

 119         Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;

 120         // 将p设为根节点

 121         Entry<K,V> p = root;

 122         while (p != null) {

 123             int cmp = k.compareTo(p.key);

 124             // 若“p的key” < key,则p=“p的左孩子”

 125             if (cmp < 0)

 126                 p = p.left;

 127             // 若“p的key” > key,则p=“p的左孩子”

 128             else if (cmp > 0)

 129                 p = p.right;

 130             // 若“p的key” = key,则返回节点p

 131             else

 132                 return p;

 133         }

 134         return null;

 135     }

 136 

 137     // 获取TreeMap中“键”为key的节点(对应TreeMap的比较器不是null的情况)

 138     final Entry<K,V> getEntryUsingComparator(Object key) {

 139         K k = (K) key;

 140         Comparator<? super K> cpr = comparator;

 141         if (cpr != null) {

 142             // 将p设为根节点

 143             Entry<K,V> p = root;

 144             while (p != null) {

 145                 int cmp = cpr.compare(k, p.key);

 146                 // 若“p的key” < key,则p=“p的左孩子”

 147                 if (cmp < 0)

 148                     p = p.left;

 149                 // 若“p的key” > key,则p=“p的左孩子”

 150                 else if (cmp > 0)

 151                     p = p.right;

 152                 // 若“p的key” = key,则返回节点p

 153                 else

 154                     return p;

 155             }

 156         }

 157         return null;

 158     }

 159 

 160     // 获取TreeMap中不小于key的最小的节点;

 161     // 若不存在(即TreeMap中所有节点的键都比key大),就返回null

 162     final Entry<K,V> getCeilingEntry(K key) {

 163         Entry<K,V> p = root;

 164         while (p != null) {

 165             int cmp = compare(key, p.key);

 166             // 情况一:若“p的key” > key。

 167             // 若 p 存在左孩子,则设 p=“p的左孩子”;

 168             // 否则,返回p

 169             if (cmp < 0) {

 170                 if (p.left != null)

 171                     p = p.left;

 172                 else

 173                     return p;

 174             // 情况二:若“p的key” < key。

 175             } else if (cmp > 0) {

 176                 // 若 p 存在右孩子,则设 p=“p的右孩子”

 177                 if (p.right != null) {

 178                     p = p.right;

 179                 } else {

 180                     // 若 p 不存在右孩子,则找出 p 的后继节点,并返回

 181                     // 注意:这里返回的 “p的后继节点”有2种可能性:第一,null;第二,TreeMap中大于key的最小的节点。

 182                     //   理解这一点的核心是,getCeilingEntry是从root开始遍历的。

 183                     //   若getCeilingEntry能走到这一步,那么,它之前“已经遍历过的节点的key”都 > key。

 184                     //   能理解上面所说的,那么就很容易明白,为什么“p的后继节点”又2种可能性了。

 185                     Entry<K,V> parent = p.parent;

 186                     Entry<K,V> ch = p;

 187                     while (parent != null && ch == parent.right) {

 188                         ch = parent;

 189                         parent = parent.parent;

 190                     }

 191                     return parent;

 192                 }

 193             // 情况三:若“p的key” = key。

 194             } else

 195                 return p;

 196         }

 197         return null;

 198     }

 199 

 200     // 获取TreeMap中不大于key的最大的节点;

 201     // 若不存在(即TreeMap中所有节点的键都比key小),就返回null

 202     // getFloorEntry的原理和getCeilingEntry类似,这里不再多说。

 203     final Entry<K,V> getFloorEntry(K key) {

 204         Entry<K,V> p = root;

 205         while (p != null) {

 206             int cmp = compare(key, p.key);

 207             if (cmp > 0) {

 208                 if (p.right != null)

 209                     p = p.right;

 210                 else

 211                     return p;

 212             } else if (cmp < 0) {

 213                 if (p.left != null) {

 214                     p = p.left;

 215                 } else {

 216                     Entry<K,V> parent = p.parent;

 217                     Entry<K,V> ch = p;

 218                     while (parent != null && ch == parent.left) {

 219                         ch = parent;

 220                         parent = parent.parent;

 221                     }

 222                     return parent;

 223                 }

 224             } else

 225                 return p;

 226 

 227         }

 228         return null;

 229     }

 230 

 231     // 获取TreeMap中大于key的最小的节点。

 232     // 若不存在,就返回null。

 233     //   请参照getCeilingEntry来对getHigherEntry进行理解。

 234     final Entry<K,V> getHigherEntry(K key) {

 235         Entry<K,V> p = root;

 236         while (p != null) {

 237             int cmp = compare(key, p.key);

 238             if (cmp < 0) {

 239                 if (p.left != null)

 240                     p = p.left;

 241                 else

 242                     return p;

 243             } else {

 244                 if (p.right != null) {

 245                     p = p.right;

 246                 } else {

 247                     Entry<K,V> parent = p.parent;

 248                     Entry<K,V> ch = p;

 249                     while (parent != null && ch == parent.right) {

 250                         ch = parent;

 251                         parent = parent.parent;

 252                     }

 253                     return parent;

 254                 }

 255             }

 256         }

 257         return null;

 258     }

 259 

 260     // 获取TreeMap中小于key的最大的节点。

 261     // 若不存在,就返回null。

 262     //   请参照getCeilingEntry来对getLowerEntry进行理解。

 263     final Entry<K,V> getLowerEntry(K key) {

 264         Entry<K,V> p = root;

 265         while (p != null) {

 266             int cmp = compare(key, p.key);

 267             if (cmp > 0) {

 268                 if (p.right != null)

 269                     p = p.right;

 270                 else

 271                     return p;

 272             } else {

 273                 if (p.left != null) {

 274                     p = p.left;

 275                 } else {

 276                     Entry<K,V> parent = p.parent;

 277                     Entry<K,V> ch = p;

 278                     while (parent != null && ch == parent.left) {

 279                         ch = parent;

 280                         parent = parent.parent;

 281                     }

 282                     return parent;

 283                 }

 284             }

 285         }

 286         return null;

 287     }

 288 

 289     // 将“key, value”添加到TreeMap中

 290     // 理解TreeMap的前提是掌握“红黑树”。

 291     // 若理解“红黑树中添加节点”的算法,则很容易理解put。

 292     public V put(K key, V value) {

 293         Entry<K,V> t = root;

 294         // 若红黑树为空,则插入根节点

 295         if (t == null) {

 296         // TBD:

 297         // 5045147: (coll) Adding null to an empty TreeSet should

 298         // throw NullPointerException

 299         //

 300         // compare(key, key); // type check

 301             root = new Entry<K,V>(key, value, null);

 302             size = 1;

 303             modCount++;

 304             return null;

 305         }

 306         int cmp;

 307         Entry<K,V> parent;

 308         // split comparator and comparable paths

 309         Comparator<? super K> cpr = comparator;

 310         // 在二叉树(红黑树是特殊的二叉树)中,找到(key, value)的插入位置。

 311         // 红黑树是以key来进行排序的,所以这里以key来进行查找。

 312         if (cpr != null) {

 313             do {

 314                 parent = t;

 315                 cmp = cpr.compare(key, t.key);

 316                 if (cmp < 0)

 317                     t = t.left;

 318                 else if (cmp > 0)

 319                     t = t.right;

 320                 else

 321                     return t.setValue(value);

 322             } while (t != null);

 323         }

 324         else {

 325             if (key == null)

 326                 throw new NullPointerException();

 327             Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;

 328             do {

 329                 parent = t;

 330                 cmp = k.compareTo(t.key);

 331                 if (cmp < 0)

 332                     t = t.left;

 333                 else if (cmp > 0)

 334                     t = t.right;

 335                 else

 336                     return t.setValue(value);

 337             } while (t != null);

 338         }

 339         // 新建红黑树的节点(e)

 340         Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(key, value, parent);

 341         if (cmp < 0)

 342             parent.left = e;

 343         else

 344             parent.right = e;

 345         // 红黑树插入节点后,不再是一颗红黑树;

 346         // 这里通过fixAfterInsertion的处理,来恢复红黑树的特性。

 347         fixAfterInsertion(e);

 348         size++;

 349         modCount++;

 350         return null;

 351     }

 352 

 353     // 删除TreeMap中的键为key的节点,并返回节点的值

 354     public V remove(Object key) {

 355         // 找到键为key的节点

 356         Entry<K,V> p = getEntry(key);

 357         if (p == null)

 358             return null;

 359 

 360         // 保存节点的值

 361         V oldValue = p.value;

 362         // 删除节点

 363         deleteEntry(p);

 364         return oldValue;

 365     }

 366 

 367     // 清空红黑树

 368     public void clear() {

 369         modCount++;

 370         size = 0;

 371         root = null;

 372     }

 373 

 374     // 克隆一个TreeMap,并返回Object对象

 375     public Object clone() {

 376         TreeMap<K,V> clone = null;

 377         try {

 378             clone = (TreeMap<K,V>) super.clone();

 379         } catch (CloneNotSupportedException e) {

 380             throw new InternalError();

 381         }

 382 

 383         // Put clone into "virgin" state (except for comparator)

 384         clone.root = null;

 385         clone.size = 0;

 386         clone.modCount = 0;

 387         clone.entrySet = null;

 388         clone.navigableKeySet = null;

 389         clone.descendingMap = null;

 390 

 391         // Initialize clone with our mappings

 392         try {

 393             clone.buildFromSorted(size, entrySet().iterator(), null, null);

 394         } catch (java.io.IOException cannotHappen) {

 395         } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {

 396         }

 397 

 398         return clone;

 399     }

 400 

 401     // 获取第一个节点(对外接口)。

 402     public Map.Entry<K,V> firstEntry() {

 403         return exportEntry(getFirstEntry());

 404     }

 405 

 406     // 获取最后一个节点(对外接口)。

 407     public Map.Entry<K,V> lastEntry() {

 408         return exportEntry(getLastEntry());

 409     }

 410 

 411     // 获取第一个节点,并将改节点从TreeMap中删除。

 412     public Map.Entry<K,V> pollFirstEntry() {

 413         // 获取第一个节点

 414         Entry<K,V> p = getFirstEntry();

 415         Map.Entry<K,V> result = exportEntry(p);

 416         // 删除第一个节点

 417         if (p != null)

 418             deleteEntry(p);

 419         return result;

 420     }

 421 

 422     // 获取最后一个节点,并将改节点从TreeMap中删除。

 423     public Map.Entry<K,V> pollLastEntry() {

 424         // 获取最后一个节点

 425         Entry<K,V> p = getLastEntry();

 426         Map.Entry<K,V> result = exportEntry(p);

 427         // 删除最后一个节点

 428         if (p != null)

 429             deleteEntry(p);

 430         return result;

 431     }

 432 

 433     // 返回小于key的最大的键值对,没有的话返回null

 434     public Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key) {

 435         return exportEntry(getLowerEntry(key));

 436     }

 437 

 438     // 返回小于key的最大的键值对所对应的KEY,没有的话返回null

 439     public K lowerKey(K key) {

 440         return keyOrNull(getLowerEntry(key));

 441     }

 442 

 443     // 返回不大于key的最大的键值对,没有的话返回null

 444     public Map.Entry<K,V> floorEntry(K key) {

 445         return exportEntry(getFloorEntry(key));

 446     }

 447 

 448     // 返回不大于key的最大的键值对所对应的KEY,没有的话返回null

 449     public K floorKey(K key) {

 450         return keyOrNull(getFloorEntry(key));

 451     }

 452 

 453     // 返回不小于key的最小的键值对,没有的话返回null

 454     public Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key) {

 455         return exportEntry(getCeilingEntry(key));

 456     }

 457 

 458     // 返回不小于key的最小的键值对所对应的KEY,没有的话返回null

 459     public K ceilingKey(K key) {

 460         return keyOrNull(getCeilingEntry(key));

 461     }

 462 

 463     // 返回大于key的最小的键值对,没有的话返回null

 464     public Map.Entry<K,V> higherEntry(K key) {

 465         return exportEntry(getHigherEntry(key));

 466     }

 467 

 468     // 返回大于key的最小的键值对所对应的KEY,没有的话返回null

 469     public K higherKey(K key) {

 470         return keyOrNull(getHigherEntry(key));

 471     }

 472 

 473     // TreeMap的红黑树节点对应的集合

 474     private transient EntrySet entrySet = null;

 475     // KeySet为KeySet导航类

 476     private transient KeySet<K> navigableKeySet = null;

 477     // descendingMap为键值对的倒序“映射”

 478     private transient NavigableMap<K,V> descendingMap = null;

 479 

 480     // 返回TreeMap的“键的集合”

 481     public Set<K> keySet() {

 482         return navigableKeySet();

 483     }

 484 

 485     // 获取“可导航”的Key的集合

 486     // 实际上是返回KeySet类的对象。

 487     public NavigableSet<K> navigableKeySet() {

 488         KeySet<K> nks = navigableKeySet;

 489         return (nks != null) ? nks : (navigableKeySet = new KeySet(this));

 490     }

 491 

 492     // 返回“TreeMap的值对应的集合”

 493     public Collection<V> values() {

 494         Collection<V> vs = values;

 495         return (vs != null) ? vs : (values = new Values());

 496     }

 497 

 498     // 获取TreeMap的Entry的集合,实际上是返回EntrySet类的对象。

 499     public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {

 500         EntrySet es = entrySet;

 501         return (es != null) ? es : (entrySet = new EntrySet());

 502     }

 503 

 504     // 获取TreeMap的降序Map

 505     // 实际上是返回DescendingSubMap类的对象

 506     public NavigableMap<K, V> descendingMap() {

 507         NavigableMap<K, V> km = descendingMap;

 508         return (km != null) ? km :

 509             (descendingMap = new DescendingSubMap(this,

 510                                                   true, null, true,

 511                                                   true, null, true));

 512     }

 513 

 514     // 获取TreeMap的子Map

 515     // 范围是从fromKey 到 toKey;fromInclusive是是否包含fromKey的标记,toInclusive是是否包含toKey的标记

 516     public NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,

 517                                     K toKey,   boolean toInclusive) {

 518         return new AscendingSubMap(this,

 519                                    false, fromKey, fromInclusive,

 520                                    false, toKey,   toInclusive);

 521     }

 522 

 523     // 获取“Map的头部”

 524     // 范围从第一个节点 到 toKey, inclusive是是否包含toKey的标记

 525     public NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive) {

 526         return new AscendingSubMap(this,

 527                                    true,  null,  true,

 528                                    false, toKey, inclusive);

 529     }

 530 

 531     // 获取“Map的尾部”。

 532     // 范围是从 fromKey 到 最后一个节点,inclusive是是否包含fromKey的标记

 533     public NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive) {

 534         return new AscendingSubMap(this,

 535                                    false, fromKey, inclusive,

 536                                    true,  null,    true);

 537     }

 538 

 539     // 获取“子Map”。

 540     // 范围是从fromKey(包括) 到 toKey(不包括)

 541     public SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey) {

 542         return subMap(fromKey, true, toKey, false);

 543     }

 544 

 545     // 获取“Map的头部”。

 546     // 范围从第一个节点 到 toKey(不包括)

 547     public SortedMap<K,V> headMap(K toKey) {

 548         return headMap(toKey, false);

 549     }

 550 

 551     // 获取“Map的尾部”。

 552     // 范围是从 fromKey(包括) 到 最后一个节点

 553     public SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey) {

 554         return tailMap(fromKey, true);

 555     }

 556 

 557     // ”TreeMap的值的集合“对应的类,它集成于AbstractCollection

 558     class Values extends AbstractCollection<V> {

 559         // 返回迭代器

 560         public Iterator<V> iterator() {

 561             return new ValueIterator(getFirstEntry());

 562         }

 563 

 564         // 返回个数

 565         public int size() {

 566             return TreeMap.this.size();

 567         }

 568 

 569         // "TreeMap的值的集合"中是否包含"对象o"

 570         public boolean contains(Object o) {

 571             return TreeMap.this.containsValue(o);

 572         }

 573 

 574         // 删除"TreeMap的值的集合"中的"对象o"

 575         public boolean remove(Object o) {

 576             for (Entry<K,V> e = getFirstEntry(); e != null; e = successor(e)) {

 577                 if (valEquals(e.getValue(), o)) {

 578                     deleteEntry(e);

 579                     return true;

 580                 }

 581             }

 582             return false;

 583         }

 584 

 585         // 清空删除"TreeMap的值的集合"

 586         public void clear() {

 587             TreeMap.this.clear();

 588         }

 589     }

 590 

 591     // EntrySet是“TreeMap的所有键值对组成的集合”,

 592     // EntrySet集合的单位是单个“键值对”。

 593     class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {

 594         public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {

 595             return new EntryIterator(getFirstEntry());

 596         }

 597 

 598         // EntrySet中是否包含“键值对Object”

 599         public boolean contains(Object o) {

 600             if (!(o instanceof Map.Entry))

 601                 return false;

 602             Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

 603             V value = entry.getValue();

 604             Entry<K,V> p = getEntry(entry.getKey());

 605             return p != null && valEquals(p.getValue(), value);

 606         }

 607 

 608         // 删除EntrySet中的“键值对Object”

 609         public boolean remove(Object o) {

 610             if (!(o instanceof Map.Entry))

 611                 return false;

 612             Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

 613             V value = entry.getValue();

 614             Entry<K,V> p = getEntry(entry.getKey());

 615             if (p != null && valEquals(p.getValue(), value)) {

 616                 deleteEntry(p);

 617                 return true;

 618             }

 619             return false;

 620         }

 621 

 622         // 返回EntrySet中元素个数

 623         public int size() {

 624             return TreeMap.this.size();

 625         }

 626 

 627         // 清空EntrySet

 628         public void clear() {

 629             TreeMap.this.clear();

 630         }

 631     }

 632 

 633     // 返回“TreeMap的KEY组成的迭代器(顺序)”

 634     Iterator<K> keyIterator() {

 635         return new KeyIterator(getFirstEntry());

 636     }

 637 

 638     // 返回“TreeMap的KEY组成的迭代器(逆序)”

 639     Iterator<K> descendingKeyIterator() {

 640         return new DescendingKeyIterator(getLastEntry());

 641     }

 642 

 643     // KeySet是“TreeMap中所有的KEY组成的集合”

 644     // KeySet继承于AbstractSet,而且实现了NavigableSet接口。

 645     static final class KeySet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E> {

 646         // NavigableMap成员,KeySet是通过NavigableMap实现的

 647         private final NavigableMap<E, Object> m;

 648         KeySet(NavigableMap<E,Object> map) { m = map; }

 649 

 650         // 升序迭代器

 651         public Iterator<E> iterator() {

 652             // 若是TreeMap对象,则调用TreeMap的迭代器keyIterator()

 653             // 否则,调用TreeMap子类NavigableSubMap的迭代器keyIterator()

 654             if (m instanceof TreeMap)

 655                 return ((TreeMap<E,Object>)m).keyIterator();

 656             else

 657                 return (Iterator<E>)(((TreeMap.NavigableSubMap)m).keyIterator());

 658         }

 659 

 660         // 降序迭代器

 661         public Iterator<E> descendingIterator() {

 662             // 若是TreeMap对象,则调用TreeMap的迭代器descendingKeyIterator()

 663             // 否则,调用TreeMap子类NavigableSubMap的迭代器descendingKeyIterator()

 664             if (m instanceof TreeMap)

 665                 return ((TreeMap<E,Object>)m).descendingKeyIterator();

 666             else

 667                 return (Iterator<E>)(((TreeMap.NavigableSubMap)m).descendingKeyIterator());

 668         }

 669 

 670         public int size() { return m.size(); }

 671         public boolean isEmpty() { return m.isEmpty(); }

 672         public boolean contains(Object o) { return m.containsKey(o); }

 673         public void clear() { m.clear(); }

 674         public E lower(E e) { return m.lowerKey(e); }

 675         public E floor(E e) { return m.floorKey(e); }

 676         public E ceiling(E e) { return m.ceilingKey(e); }

 677         public E higher(E e) { return m.higherKey(e); }

 678         public E first() { return m.firstKey(); }

 679         public E last() { return m.lastKey(); }

 680         public Comparator<? super E> comparator() { return m.comparator(); }

 681         public E pollFirst() {

 682             Map.Entry<E,Object> e = m.pollFirstEntry();

 683             return e == null? null : e.getKey();

 684         }

 685         public E pollLast() {

 686             Map.Entry<E,Object> e = m.pollLastEntry();

 687             return e == null? null : e.getKey();

 688         }

 689         public boolean remove(Object o) {

 690             int oldSize = size();

 691             m.remove(o);

 692             return size() != oldSize;

 693         }

 694         public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,

 695                                       E toElement,   boolean toInclusive) {

 696             return new TreeSet<E>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,

 697                                            toElement,   toInclusive));

 698         }

 699         public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) {

 700             return new TreeSet<E>(m.headMap(toElement, inclusive));

 701         }

 702         public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {

 703             return new TreeSet<E>(m.tailMap(fromElement, inclusive));

 704         }

 705         public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {

 706             return subSet(fromElement, true, toElement, false);

 707         }

 708         public SortedSet<E> headSet(E toElement) {

 709             return headSet(toElement, false);

 710         }

 711         public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {

 712             return tailSet(fromElement, true);

 713         }

 714         public NavigableSet<E> descendingSet() {

 715             return new TreeSet(m.descendingMap());

 716         }

 717     }

 718 

 719     // 它是TreeMap中的一个抽象迭代器,实现了一些通用的接口。

 720     abstract class PrivateEntryIterator<T> implements Iterator<T> {

 721         // 下一个元素

 722         Entry<K,V> next;

 723         // 上一次返回元素

 724         Entry<K,V> lastReturned;

 725         // 期望的修改次数,用于实现fast-fail机制

 726         int expectedModCount;

 727 

 728         PrivateEntryIterator(Entry<K,V> first) {

 729             expectedModCount = modCount;

 730             lastReturned = null;

 731             next = first;

 732         }

 733 

 734         public final boolean hasNext() {

 735             return next != null;

 736         }

 737 

 738         // 获取下一个节点

 739         final Entry<K,V> nextEntry() {

 740             Entry<K,V> e = next;

 741             if (e == null)

 742                 throw new NoSuchElementException();

 743             if (modCount != expectedModCount)

 744                 throw new ConcurrentModificationException();

 745             next = successor(e);

 746             lastReturned = e;

 747             return e;

 748         }

 749 

 750         // 获取上一个节点

 751         final Entry<K,V> prevEntry() {

 752             Entry<K,V> e = next;

 753             if (e == null)

 754                 throw new NoSuchElementException();

 755             if (modCount != expectedModCount)

 756                 throw new ConcurrentModificationException();

 757             next = predecessor(e);

 758             lastReturned = e;

 759             return e;

 760         }

 761 

 762         // 删除当前节点

 763         public void remove() {

 764             if (lastReturned == null)

 765                 throw new IllegalStateException();

 766             if (modCount != expectedModCount)

 767                 throw new ConcurrentModificationException();

 768             // 这里重点强调一下“为什么当lastReturned的左右孩子都不为空时,要将其赋值给next”。

 769             // 目的是为了“删除lastReturned节点之后,next节点指向的仍然是下一个节点”。

 770             //     根据“红黑树”的特性可知:

 771             //     当被删除节点有两个儿子时。那么,首先把“它的后继节点的内容”复制给“该节点的内容”;之后,删除“它的后继节点”。

 772             //     这意味着“当被删除节点有两个儿子时,删除当前节点之后,'新的当前节点'实际上是‘原有的后继节点(即下一个节点)’”。

 773             //     而此时next仍然指向"新的当前节点"。也就是说next是仍然是指向下一个节点;能继续遍历红黑树。

 774             if (lastReturned.left != null && lastReturned.right != null)

 775                 next = lastReturned;

 776             deleteEntry(lastReturned);

 777             expectedModCount = modCount;

 778             lastReturned = null;

 779         }

 780     }

 781 

 782     // TreeMap的Entry对应的迭代器

 783     final class EntryIterator extends PrivateEntryIterator<Map.Entry<K,V>> {

 784         EntryIterator(Entry<K,V> first) {

 785             super(first);

 786         }

 787         public Map.Entry<K,V> next() {

 788             return nextEntry();

 789         }

 790     }

 791 

 792     // TreeMap的Value对应的迭代器

 793     final class ValueIterator extends PrivateEntryIterator<V> {

 794         ValueIterator(Entry<K,V> first) {

 795             super(first);

 796         }

 797         public V next() {

 798             return nextEntry().value;

 799         }

 800     }

 801 

 802     // reeMap的KEY组成的迭代器(顺序)

 803     final class KeyIterator extends PrivateEntryIterator<K> {

 804         KeyIterator(Entry<K,V> first) {

 805             super(first);

 806         }

 807         public K next() {

 808             return nextEntry().key;

 809         }

 810     }

 811 

 812     // TreeMap的KEY组成的迭代器(逆序)

 813     final class DescendingKeyIterator extends PrivateEntryIterator<K> {

 814         DescendingKeyIterator(Entry<K,V> first) {

 815             super(first);

 816         }

 817         public K next() {

 818             return prevEntry().key;

 819         }

 820     }

 821 

 822     // 比较两个对象的大小

 823     final int compare(Object k1, Object k2) {

 824         return comparator==null ? ((Comparable<? super K>)k1).compareTo((K)k2)

 825             : comparator.compare((K)k1, (K)k2);

 826     }

 827 

 828     // 判断两个对象是否相等

 829     final static boolean valEquals(Object o1, Object o2) {

 830         return (o1==null ? o2==null : o1.equals(o2));

 831     }

 832 

 833     // 返回“Key-Value键值对”的一个简单拷贝(AbstractMap.SimpleImmutableEntry<K,V>对象)

 834     // 可用来读取“键值对”的值

 835     static <K,V> Map.Entry<K,V> exportEntry(TreeMap.Entry<K,V> e) {

 836         return e == null? null :

 837             new AbstractMap.SimpleImmutableEntry<K,V>(e);

 838     }

 839 

 840     // 若“键值对”不为null,则返回KEY;否则,返回null

 841     static <K,V> K keyOrNull(TreeMap.Entry<K,V> e) {

 842         return e == null? null : e.key;

 843     }

 844 

 845     // 若“键值对”不为null,则返回KEY;否则,抛出异常

 846     static <K> K key(Entry<K,?> e) {

 847         if (e==null)

 848             throw new NoSuchElementException();

 849         return e.key;

 850     }

 851 

 852     // TreeMap的SubMap,它一个抽象类,实现了公共操作。

 853     // 它包括了"(升序)AscendingSubMap"和"(降序)DescendingSubMap"两个子类。

 854     static abstract class NavigableSubMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>

 855         implements NavigableMap<K,V>, java.io.Serializable {

 856         // TreeMap的拷贝

 857         final TreeMap<K,V> m;

 858         // lo是“子Map范围的最小值”,hi是“子Map范围的最大值”;

 859         // loInclusive是“是否包含lo的标记”,hiInclusive是“是否包含hi的标记”

 860         // fromStart是“表示是否从第一个节点开始计算”,

 861         // toEnd是“表示是否计算到最后一个节点      ”

 862         final K lo, hi;      

 863         final boolean fromStart, toEnd;

 864         final boolean loInclusive, hiInclusive;

 865 

 866         // 构造函数

 867         NavigableSubMap(TreeMap<K,V> m,

 868                         boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,

 869                         boolean toEnd,     K hi, boolean hiInclusive) {

 870             if (!fromStart && !toEnd) {

 871                 if (m.compare(lo, hi) > 0)

 872                     throw new IllegalArgumentException("fromKey > toKey");

 873             } else {

 874                 if (!fromStart) // type check

 875                     m.compare(lo, lo);

 876                 if (!toEnd)

 877                     m.compare(hi, hi);

 878             }

 879 

 880             this.m = m;

 881             this.fromStart = fromStart;

 882             this.lo = lo;

 883             this.loInclusive = loInclusive;

 884             this.toEnd = toEnd;

 885             this.hi = hi;

 886             this.hiInclusive = hiInclusive;

 887         }

 888 

 889         // 判断key是否太小

 890         final boolean tooLow(Object key) {

 891             // 若该SubMap不包括“起始节点”,

 892             // 并且,“key小于最小键(lo)”或者“key等于最小键(lo),但最小键却没包括在该SubMap内”

 893             // 则判断key太小。其余情况都不是太小!

 894             if (!fromStart) {

 895                 int c = m.compare(key, lo);

 896                 if (c < 0 || (c == 0 && !loInclusive))

 897                     return true;

 898             }

 899             return false;

 900         }

 901 

 902         // 判断key是否太大

 903         final boolean tooHigh(Object key) {

 904             // 若该SubMap不包括“结束节点”,

 905             // 并且,“key大于最大键(hi)”或者“key等于最大键(hi),但最大键却没包括在该SubMap内”

 906             // 则判断key太大。其余情况都不是太大!

 907             if (!toEnd) {

 908                 int c = m.compare(key, hi);

 909                 if (c > 0 || (c == 0 && !hiInclusive))

 910                     return true;

 911             }

 912             return false;

 913         }

 914 

 915         // 判断key是否在“lo和hi”开区间范围内

 916         final boolean inRange(Object key) {

 917             return !tooLow(key) && !tooHigh(key);

 918         }

 919 

 920         // 判断key是否在封闭区间内

 921         final boolean inClosedRange(Object key) {

 922             return (fromStart || m.compare(key, lo) >= 0)

 923                 && (toEnd || m.compare(hi, key) >= 0);

 924         }

 925 

 926         // 判断key是否在区间内, inclusive是区间开关标志

 927         final boolean inRange(Object key, boolean inclusive) {

 928             return inclusive ? inRange(key) : inClosedRange(key);

 929         }

 930 

 931         // 返回最低的Entry

 932         final TreeMap.Entry<K,V> absLowest() {

 933         // 若“包含起始节点”,则调用getFirstEntry()返回第一个节点

 934         // 否则的话,若包括lo,则调用getCeilingEntry(lo)获取大于/等于lo的最小的Entry;

 935         //           否则,调用getHigherEntry(lo)获取大于lo的最小Entry

 936         TreeMap.Entry<K,V> e =

 937                 (fromStart ?  m.getFirstEntry() :

 938                  (loInclusive ? m.getCeilingEntry(lo) :

 939                                 m.getHigherEntry(lo)));

 940             return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null : e;

 941         }

 942 

 943         // 返回最高的Entry

 944         final TreeMap.Entry<K,V> absHighest() {

 945         // 若“包含结束节点”,则调用getLastEntry()返回最后一个节点

 946         // 否则的话,若包括hi,则调用getFloorEntry(hi)获取小于/等于hi的最大的Entry;

 947         //           否则,调用getLowerEntry(hi)获取大于hi的最大Entry

 948         TreeMap.Entry<K,V> e =

 949         TreeMap.Entry<K,V> e =

 950                 (toEnd ?  m.getLastEntry() :

 951                  (hiInclusive ?  m.getFloorEntry(hi) :

 952                                  m.getLowerEntry(hi)));

 953             return (e == null || tooLow(e.key)) ? null : e;

 954         }

 955 

 956         // 返回"大于/等于key的最小的Entry"

 957         final TreeMap.Entry<K,V> absCeiling(K key) {

 958             // 只有在“key太小”的情况下,absLowest()返回的Entry才是“大于/等于key的最小Entry”

 959             // 其它情况下不行。例如,当包含“起始节点”时,absLowest()返回的是最小Entry了!

 960             if (tooLow(key))

 961                 return absLowest();

 962             // 获取“大于/等于key的最小Entry”

 963         TreeMap.Entry<K,V> e = m.getCeilingEntry(key);

 964             return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null : e;

 965         }

 966 

 967         // 返回"大于key的最小的Entry"

 968         final TreeMap.Entry<K,V> absHigher(K key) {

 969             // 只有在“key太小”的情况下,absLowest()返回的Entry才是“大于key的最小Entry”

 970             // 其它情况下不行。例如,当包含“起始节点”时,absLowest()返回的是最小Entry了,而不一定是“大于key的最小Entry”!

 971             if (tooLow(key))

 972                 return absLowest();

 973             // 获取“大于key的最小Entry”

 974         TreeMap.Entry<K,V> e = m.getHigherEntry(key);

 975             return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null : e;

 976         }

 977 

 978         // 返回"小于/等于key的最大的Entry"

 979         final TreeMap.Entry<K,V> absFloor(K key) {

 980             // 只有在“key太大”的情况下,(absHighest)返回的Entry才是“小于/等于key的最大Entry”

 981             // 其它情况下不行。例如,当包含“结束节点”时,absHighest()返回的是最大Entry了!

 982             if (tooHigh(key))

 983                 return absHighest();

 984         // 获取"小于/等于key的最大的Entry"

 985         TreeMap.Entry<K,V> e = m.getFloorEntry(key);

 986             return (e == null || tooLow(e.key)) ? null : e;

 987         }

 988 

 989         // 返回"小于key的最大的Entry"

 990         final TreeMap.Entry<K,V> absLower(K key) {

 991             // 只有在“key太大”的情况下,(absHighest)返回的Entry才是“小于key的最大Entry”

 992             // 其它情况下不行。例如,当包含“结束节点”时,absHighest()返回的是最大Entry了,而不一定是“小于key的最大Entry”!

 993             if (tooHigh(key))

 994                 return absHighest();

 995         // 获取"小于key的最大的Entry"

 996         TreeMap.Entry<K,V> e = m.getLowerEntry(key);

 997             return (e == null || tooLow(e.key)) ? null : e;

 998         }

 999 

1000         // 返回“大于最大节点中的最小节点”,不存在的话,返回null

1001         final TreeMap.Entry<K,V> absHighFence() {

1002             return (toEnd ? null : (hiInclusive ?

1003                                     m.getHigherEntry(hi) :

1004                                     m.getCeilingEntry(hi)));

1005         }

1006 

1007         // 返回“小于最小节点中的最大节点”,不存在的话,返回null

1008         final TreeMap.Entry<K,V> absLowFence() {

1009             return (fromStart ? null : (loInclusive ?

1010                                         m.getLowerEntry(lo) :

1011                                         m.getFloorEntry(lo)));

1012         }

1013 

1014         // 下面几个abstract方法是需要NavigableSubMap的实现类实现的方法

1015         abstract TreeMap.Entry<K,V> subLowest();

1016         abstract TreeMap.Entry<K,V> subHighest();

1017         abstract TreeMap.Entry<K,V> subCeiling(K key);

1018         abstract TreeMap.Entry<K,V> subHigher(K key);

1019         abstract TreeMap.Entry<K,V> subFloor(K key);

1020         abstract TreeMap.Entry<K,V> subLower(K key);

1021         // 返回“顺序”的键迭代器

1022         abstract Iterator<K> keyIterator();

1023         // 返回“逆序”的键迭代器

1024         abstract Iterator<K> descendingKeyIterator();

1025 

1026         // 返回SubMap是否为空。空的话,返回true,否则返回false

1027         public boolean isEmpty() {

1028             return (fromStart && toEnd) ? m.isEmpty() : entrySet().isEmpty();

1029         }

1030 

1031         // 返回SubMap的大小

1032         public int size() {

1033             return (fromStart && toEnd) ? m.size() : entrySet().size();

1034         }

1035 

1036         // 返回SubMap是否包含键key

1037         public final boolean containsKey(Object key) {

1038             return inRange(key) && m.containsKey(key);

1039         }

1040 

1041         // 将key-value 插入SubMap中

1042         public final V put(K key, V value) {

1043             if (!inRange(key))

1044                 throw new IllegalArgumentException("key out of range");

1045             return m.put(key, value);

1046         }

1047 

1048         // 获取key对应值

1049         public final V get(Object key) {

1050             return !inRange(key)? null :  m.get(key);

1051         }

1052 

1053         // 删除key对应的键值对

1054         public final V remove(Object key) {

1055             return !inRange(key)? null  : m.remove(key);

1056         }

1057 

1058         // 获取“大于/等于key的最小键值对”

1059         public final Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key) {

1060             return exportEntry(subCeiling(key));

1061         }

1062 

1063         // 获取“大于/等于key的最小键”

1064         public final K ceilingKey(K key) {

1065             return keyOrNull(subCeiling(key));

1066         }

1067 

1068         // 获取“大于key的最小键值对”

1069         public final Map.Entry<K,V> higherEntry(K key) {

1070             return exportEntry(subHigher(key));

1071         }

1072 

1073         // 获取“大于key的最小键”

1074         public final K higherKey(K key) {

1075             return keyOrNull(subHigher(key));

1076         }

1077 

1078         // 获取“小于/等于key的最大键值对”

1079         public final Map.Entry<K,V> floorEntry(K key) {

1080             return exportEntry(subFloor(key));

1081         }

1082 

1083         // 获取“小于/等于key的最大键”

1084         public final K floorKey(K key) {

1085             return keyOrNull(subFloor(key));

1086         }

1087 

1088         // 获取“小于key的最大键值对”

1089         public final Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key) {

1090             return exportEntry(subLower(key));

1091         }

1092 

1093         // 获取“小于key的最大键”

1094         public final K lowerKey(K key) {

1095             return keyOrNull(subLower(key));

1096         }

1097 

1098         // 获取"SubMap的第一个键"

1099         public final K firstKey() {

1100             return key(subLowest());

1101         }

1102 

1103         // 获取"SubMap的最后一个键"

1104         public final K lastKey() {

1105             return key(subHighest());

1106         }

1107 

1108         // 获取"SubMap的第一个键值对"

1109         public final Map.Entry<K,V> firstEntry() {

1110             return exportEntry(subLowest());

1111         }

1112 

1113         // 获取"SubMap的最后一个键值对"

1114         public final Map.Entry<K,V> lastEntry() {

1115             return exportEntry(subHighest());

1116         }

1117 

1118         // 返回"SubMap的第一个键值对",并从SubMap中删除改键值对

1119         public final Map.Entry<K,V> pollFirstEntry() {

1120         TreeMap.Entry<K,V> e = subLowest();

1121             Map.Entry<K,V> result = exportEntry(e);

1122             if (e != null)

1123                 m.deleteEntry(e);

1124             return result;

1125         }

1126 

1127         // 返回"SubMap的最后一个键值对",并从SubMap中删除改键值对

1128         public final Map.Entry<K,V> pollLastEntry() {

1129         TreeMap.Entry<K,V> e = subHighest();

1130             Map.Entry<K,V> result = exportEntry(e);

1131             if (e != null)

1132                 m.deleteEntry(e);

1133             return result;

1134         }

1135 

1136         // Views

1137         transient NavigableMap<K,V> descendingMapView = null;

1138         transient EntrySetView entrySetView = null;

1139         transient KeySet<K> navigableKeySetView = null;

1140 

1141         // 返回NavigableSet对象,实际上返回的是当前对象的"Key集合"。 

1142         public final NavigableSet<K> navigableKeySet() {

1143             KeySet<K> nksv = navigableKeySetView;

1144             return (nksv != null) ? nksv :

1145                 (navigableKeySetView = new TreeMap.KeySet(this));

1146         }

1147 

1148         // 返回"Key集合"对象

1149         public final Set<K> keySet() {

1150             return navigableKeySet();

1151         }

1152 

1153         // 返回“逆序”的Key集合

1154         public NavigableSet<K> descendingKeySet() {

1155             return descendingMap().navigableKeySet();

1156         }

1157 

1158         // 排列fromKey(包含) 到 toKey(不包含) 的子map

1159         public final SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey) {

1160             return subMap(fromKey, true, toKey, false);

1161         }

1162 

1163         // 返回当前Map的头部(从第一个节点 到 toKey, 不包括toKey)

1164         public final SortedMap<K,V> headMap(K toKey) {

1165             return headMap(toKey, false);

1166         }

1167 

1168         // 返回当前Map的尾部[从 fromKey(包括fromKeyKey) 到 最后一个节点]

1169         public final SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey) {

1170             return tailMap(fromKey, true);

1171         }

1172 

1173         // Map的Entry的集合

1174         abstract class EntrySetView extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {

1175             private transient int size = -1, sizeModCount;

1176 

1177             // 获取EntrySet的大小

1178             public int size() {

1179                 // 若SubMap是从“开始节点”到“结尾节点”,则SubMap大小就是原TreeMap的大小

1180                 if (fromStart && toEnd)

1181                     return m.size();

1182                 // 若SubMap不是从“开始节点”到“结尾节点”,则调用iterator()遍历EntrySetView中的元素

1183                 if (size == -1 || sizeModCount != m.modCount) {

1184                     sizeModCount = m.modCount;

1185                     size = 0;

1186                     Iterator i = iterator();

1187                     while (i.hasNext()) {

1188                         size++;

1189                         i.next();

1190                     }

1191                 }

1192                 return size;

1193             }

1194 

1195             // 判断EntrySetView是否为空

1196             public boolean isEmpty() {

1197                 TreeMap.Entry<K,V> n = absLowest();

1198                 return n == null || tooHigh(n.key);

1199             }

1200 

1201             // 判断EntrySetView是否包含Object

1202             public boolean contains(Object o) {

1203                 if (!(o instanceof Map.Entry))

1204                     return false;

1205                 Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

1206                 K key = entry.getKey();

1207                 if (!inRange(key))

1208                     return false;

1209                 TreeMap.Entry node = m.getEntry(key);

1210                 return node != null &&

1211                     valEquals(node.getValue(), entry.getValue());

1212             }

1213 

1214             // 从EntrySetView中删除Object

1215             public boolean remove(Object o) {

1216                 if (!(o instanceof Map.Entry))

1217                     return false;

1218                 Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

1219                 K key = entry.getKey();

1220                 if (!inRange(key))

1221                     return false;

1222                 TreeMap.Entry<K,V> node = m.getEntry(key);

1223                 if (node!=null && valEquals(node.getValue(),entry.getValue())){

1224                     m.deleteEntry(node);

1225                     return true;

1226                 }

1227                 return false;

1228             }

1229         }

1230 

1231         // SubMap的迭代器

1232         abstract class SubMapIterator<T> implements Iterator<T> {

1233             // 上一次被返回的Entry

1234             TreeMap.Entry<K,V> lastReturned;

1235             // 指向下一个Entry

1236             TreeMap.Entry<K,V> next;

1237             // “栅栏key”。根据SubMap是“升序”还是“降序”具有不同的意义

1238             final K fenceKey;

1239             int expectedModCount;

1240 

1241             // 构造函数

1242             SubMapIterator(TreeMap.Entry<K,V> first,

1243                            TreeMap.Entry<K,V> fence) {

1244                 // 每创建一个SubMapIterator时,保存修改次数

1245                 // 若后面发现expectedModCount和modCount不相等,则抛出ConcurrentModificationException异常。

1246                 // 这就是所说的fast-fail机制的原理!

1247                 expectedModCount = m.modCount;

1248                 lastReturned = null;

1249                 next = first;

1250                 fenceKey = fence == null ? null : fence.key;

1251             }

1252 

1253             // 是否存在下一个Entry

1254             public final boolean hasNext() {

1255                 return next != null && next.key != fenceKey;

1256             }

1257 

1258             // 返回下一个Entry

1259             final TreeMap.Entry<K,V> nextEntry() {

1260                 TreeMap.Entry<K,V> e = next;

1261                 if (e == null || e.key == fenceKey)

1262                     throw new NoSuchElementException();

1263                 if (m.modCount != expectedModCount)

1264                     throw new ConcurrentModificationException();

1265                 // next指向e的后继节点

1266                 next = successor(e);

1267         lastReturned = e;

1268                 return e;

1269             }

1270 

1271             // 返回上一个Entry

1272             final TreeMap.Entry<K,V> prevEntry() {

1273                 TreeMap.Entry<K,V> e = next;

1274                 if (e == null || e.key == fenceKey)

1275                     throw new NoSuchElementException();

1276                 if (m.modCount != expectedModCount)

1277                     throw new ConcurrentModificationException();

1278                 // next指向e的前继节点

1279                 next = predecessor(e);

1280         lastReturned = e;

1281                 return e;

1282             }

1283 

1284             // 删除当前节点(用于“升序的SubMap”)。

1285             // 删除之后,可以继续升序遍历;红黑树特性没变。

1286             final void removeAscending() {

1287                 if (lastReturned == null)

1288                     throw new IllegalStateException();

1289                 if (m.modCount != expectedModCount)

1290                     throw new ConcurrentModificationException();

1291                 // 这里重点强调一下“为什么当lastReturned的左右孩子都不为空时,要将其赋值给next”。

1292                 // 目的是为了“删除lastReturned节点之后,next节点指向的仍然是下一个节点”。

1293                 //     根据“红黑树”的特性可知:

1294                 //     当被删除节点有两个儿子时。那么,首先把“它的后继节点的内容”复制给“该节点的内容”;之后,删除“它的后继节点”。

1295                 //     这意味着“当被删除节点有两个儿子时,删除当前节点之后,'新的当前节点'实际上是‘原有的后继节点(即下一个节点)’”。

1296                 //     而此时next仍然指向"新的当前节点"。也就是说next是仍然是指向下一个节点;能继续遍历红黑树。

1297                 if (lastReturned.left != null && lastReturned.right != null)

1298                     next = lastReturned;

1299                 m.deleteEntry(lastReturned);

1300                 lastReturned = null;

1301                 expectedModCount = m.modCount;

1302             }

1303 

1304             // 删除当前节点(用于“降序的SubMap”)。

1305             // 删除之后,可以继续降序遍历;红黑树特性没变。

1306             final void removeDescending() {

1307                 if (lastReturned == null)

1308                     throw new IllegalStateException();

1309                 if (m.modCount != expectedModCount)

1310                     throw new ConcurrentModificationException();

1311                 m.deleteEntry(lastReturned);

1312                 lastReturned = null;

1313                 expectedModCount = m.modCount;

1314             }

1315 

1316         }

1317 

1318         // SubMap的Entry迭代器,它只支持升序操作,继承于SubMapIterator

1319         final class SubMapEntryIterator extends SubMapIterator<Map.Entry<K,V>> {

1320             SubMapEntryIterator(TreeMap.Entry<K,V> first,

1321                                 TreeMap.Entry<K,V> fence) {

1322                 super(first, fence);

1323             }

1324             // 获取下一个节点(升序)

1325             public Map.Entry<K,V> next() {

1326                 return nextEntry();

1327             }

1328             // 删除当前节点(升序)

1329             public void remove() {

1330                 removeAscending();

1331             }

1332         }

1333 

1334         // SubMap的Key迭代器,它只支持升序操作,继承于SubMapIterator

1335         final class SubMapKeyIterator extends SubMapIterator<K> {

1336             SubMapKeyIterator(TreeMap.Entry<K,V> first,

1337                               TreeMap.Entry<K,V> fence) {

1338                 super(first, fence);

1339             }

1340             // 获取下一个节点(升序)

1341             public K next() {

1342                 return nextEntry().key;

1343             }

1344             // 删除当前节点(升序)

1345             public void remove() {

1346                 removeAscending();

1347             }

1348         }

1349 

1350         // 降序SubMap的Entry迭代器,它只支持降序操作,继承于SubMapIterator

1351         final class DescendingSubMapEntryIterator extends SubMapIterator<Map.Entry<K,V>> {

1352             DescendingSubMapEntryIterator(TreeMap.Entry<K,V> last,

1353                                           TreeMap.Entry<K,V> fence) {

1354                 super(last, fence);

1355             }

1356 

1357             // 获取下一个节点(降序)

1358             public Map.Entry<K,V> next() {

1359                 return prevEntry();

1360             }

1361             // 删除当前节点(降序)

1362             public void remove() {

1363                 removeDescending();

1364             }

1365         }

1366 

1367         // 降序SubMap的Key迭代器,它只支持降序操作,继承于SubMapIterator

1368         final class DescendingSubMapKeyIterator extends SubMapIterator<K> {

1369             DescendingSubMapKeyIterator(TreeMap.Entry<K,V> last,

1370                                         TreeMap.Entry<K,V> fence) {

1371                 super(last, fence);

1372             }

1373             // 获取下一个节点(降序)

1374             public K next() {

1375                 return prevEntry().key;

1376             }

1377             // 删除当前节点(降序)

1378             public void remove() {

1379                 removeDescending();

1380             }

1381         }

1382     }

1383 

1384 

1385     // 升序的SubMap,继承于NavigableSubMap

1386     static final class AscendingSubMap<K,V> extends NavigableSubMap<K,V> {

1387         private static final long serialVersionUID = 912986545866124060L;

1388 

1389         // 构造函数

1390         AscendingSubMap(TreeMap<K,V> m,

1391                         boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,

1392                         boolean toEnd,     K hi, boolean hiInclusive) {

1393             super(m, fromStart, lo, loInclusive, toEnd, hi, hiInclusive);

1394         }

1395 

1396         // 比较器

1397         public Comparator<? super K> comparator() {

1398             return m.comparator();

1399         }

1400 

1401         // 获取“子Map”。

1402         // 范围是从fromKey 到 toKey;fromInclusive是是否包含fromKey的标记,toInclusive是是否包含toKey的标记

1403         public NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,

1404                                         K toKey,   boolean toInclusive) {

1405             if (!inRange(fromKey, fromInclusive))

1406                 throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");

1407             if (!inRange(toKey, toInclusive))

1408                 throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");

1409             return new AscendingSubMap(m,

1410                                        false, fromKey, fromInclusive,

1411                                        false, toKey,   toInclusive);

1412         }

1413 

1414         // 获取“Map的头部”。

1415         // 范围从第一个节点 到 toKey, inclusive是是否包含toKey的标记

1416         public NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive) {

1417             if (!inRange(toKey, inclusive))

1418                 throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");

1419             return new AscendingSubMap(m,

1420                                        fromStart, lo,    loInclusive,

1421                                        false,     toKey, inclusive);

1422         }

1423 

1424         // 获取“Map的尾部”。

1425         // 范围是从 fromKey 到 最后一个节点,inclusive是是否包含fromKey的标记

1426         public NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive){

1427             if (!inRange(fromKey, inclusive))

1428                 throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");

1429             return new AscendingSubMap(m,

1430                                        false, fromKey, inclusive,

1431                                        toEnd, hi,      hiInclusive);

1432         }

1433 

1434         // 获取对应的降序Map

1435         public NavigableMap<K,V> descendingMap() {

1436             NavigableMap<K,V> mv = descendingMapView;

1437             return (mv != null) ? mv :

1438                 (descendingMapView =

1439                  new DescendingSubMap(m,

1440                                       fromStart, lo, loInclusive,

1441                                       toEnd,     hi, hiInclusive));

1442         }

1443 

1444         // 返回“升序Key迭代器”

1445         Iterator<K> keyIterator() {

1446             return new SubMapKeyIterator(absLowest(), absHighFence());

1447         }

1448 

1449         // 返回“降序Key迭代器”

1450         Iterator<K> descendingKeyIterator() {

1451             return new DescendingSubMapKeyIterator(absHighest(), absLowFence());

1452         }

1453 

1454         // “升序EntrySet集合”类

1455         // 实现了iterator()

1456         final class AscendingEntrySetView extends EntrySetView {

1457             public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {

1458                 return new SubMapEntryIterator(absLowest(), absHighFence());

1459             }

1460         }

1461 

1462         // 返回“升序EntrySet集合”

1463         public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {

1464             EntrySetView es = entrySetView;

1465             return (es != null) ? es : new AscendingEntrySetView();

1466         }

1467 

1468         TreeMap.Entry<K,V> subLowest()       { return absLowest(); }

1469         TreeMap.Entry<K,V> subHighest()      { return absHighest(); }

1470         TreeMap.Entry<K,V> subCeiling(K key) { return absCeiling(key); }

1471         TreeMap.Entry<K,V> subHigher(K key)  { return absHigher(key); }

1472         TreeMap.Entry<K,V> subFloor(K key)   { return absFloor(key); }

1473         TreeMap.Entry<K,V> subLower(K key)   { return absLower(key); }

1474     }

1475 

1476     // 降序的SubMap,继承于NavigableSubMap

1477     // 相比于升序SubMap,它的实现机制是将“SubMap的比较器反转”!

1478     static final class DescendingSubMap<K,V>  extends NavigableSubMap<K,V> {

1479         private static final long serialVersionUID = 912986545866120460L;

1480         DescendingSubMap(TreeMap<K,V> m,

1481                         boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,

1482                         boolean toEnd,     K hi, boolean hiInclusive) {

1483             super(m, fromStart, lo, loInclusive, toEnd, hi, hiInclusive);

1484         }

1485 

1486         // 反转的比较器:是将原始比较器反转得到的。

1487         private final Comparator<? super K> reverseComparator =

1488             Collections.reverseOrder(m.comparator);

1489 

1490         // 获取反转比较器

1491         public Comparator<? super K> comparator() {

1492             return reverseComparator;

1493         }

1494 

1495         // 获取“子Map”。

1496         // 范围是从fromKey 到 toKey;fromInclusive是是否包含fromKey的标记,toInclusive是是否包含toKey的标记

1497         public NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,

1498                                         K toKey,   boolean toInclusive) {

1499             if (!inRange(fromKey, fromInclusive))

1500                 throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");

1501             if (!inRange(toKey, toInclusive))

1502                 throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");

1503             return new DescendingSubMap(m,

1504                                         false, toKey,   toInclusive,

1505                                         false, fromKey, fromInclusive);

1506         }

1507 

1508         // 获取“Map的头部”。

1509         // 范围从第一个节点 到 toKey, inclusive是是否包含toKey的标记

1510         public NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive) {

1511             if (!inRange(toKey, inclusive))

1512                 throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");

1513             return new DescendingSubMap(m,

1514                                         false, toKey, inclusive,

1515                                         toEnd, hi,    hiInclusive);

1516         }

1517 

1518         // 获取“Map的尾部”。

1519         // 范围是从 fromKey 到 最后一个节点,inclusive是是否包含fromKey的标记

1520         public NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive){

1521             if (!inRange(fromKey, inclusive))

1522                 throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");

1523             return new DescendingSubMap(m,

1524                                         fromStart, lo, loInclusive,

1525                                         false, fromKey, inclusive);

1526         }

1527 

1528         // 获取对应的降序Map

1529         public NavigableMap<K,V> descendingMap() {

1530             NavigableMap<K,V> mv = descendingMapView;

1531             return (mv != null) ? mv :

1532                 (descendingMapView =

1533                  new AscendingSubMap(m,

1534                                      fromStart, lo, loInclusive,

1535                                      toEnd,     hi, hiInclusive));

1536         }

1537 

1538         // 返回“升序Key迭代器”

1539         Iterator<K> keyIterator() {

1540             return new DescendingSubMapKeyIterator(absHighest(), absLowFence());

1541         }

1542 

1543         // 返回“降序Key迭代器”

1544         Iterator<K> descendingKeyIterator() {

1545             return new SubMapKeyIterator(absLowest(), absHighFence());

1546         }

1547 

1548         // “降序EntrySet集合”类

1549         // 实现了iterator()

1550         final class DescendingEntrySetView extends EntrySetView {

1551             public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {

1552                 return new DescendingSubMapEntryIterator(absHighest(), absLowFence());

1553             }

1554         }

1555 

1556         // 返回“降序EntrySet集合”

1557         public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {

1558             EntrySetView es = entrySetView;

1559             return (es != null) ? es : new DescendingEntrySetView();

1560         }

1561 

1562         TreeMap.Entry<K,V> subLowest()       { return absHighest(); }

1563         TreeMap.Entry<K,V> subHighest()      { return absLowest(); }

1564         TreeMap.Entry<K,V> subCeiling(K key) { return absFloor(key); }

1565         TreeMap.Entry<K,V> subHigher(K key)  { return absLower(key); }

1566         TreeMap.Entry<K,V> subFloor(K key)   { return absCeiling(key); }

1567         TreeMap.Entry<K,V> subLower(K key)   { return absHigher(key); }

1568     }

1569 

1570     // SubMap是旧版本的类,新的Java中没有用到。

1571     private class SubMap extends AbstractMap<K,V>

1572     implements SortedMap<K,V>, java.io.Serializable {

1573         private static final long serialVersionUID = -6520786458950516097L;

1574         private boolean fromStart = false, toEnd = false;

1575         private K fromKey, toKey;

1576         private Object readResolve() {

1577             return new AscendingSubMap(TreeMap.this,

1578                                        fromStart, fromKey, true,

1579                                        toEnd, toKey, false);

1580         }

1581         public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { throw new InternalError(); }

1582         public K lastKey() { throw new InternalError(); }

1583         public K firstKey() { throw new InternalError(); }

1584         public SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey) { throw new InternalError(); }

1585         public SortedMap<K,V> headMap(K toKey) { throw new InternalError(); }

1586         public SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey) { throw new InternalError(); }

1587         public Comparator<? super K> comparator() { throw new InternalError(); }

1588     }

1589 

1590 

1591     // 红黑树的节点颜色--红色

1592     private static final boolean RED   = false;

1593     // 红黑树的节点颜色--黑色

1594     private static final boolean BLACK = true;

1595 

1596     // “红黑树的节点”对应的类。

1597     // 包含了 key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)

1598     static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {

1599         //

1600         K key;

1601         //

1602         V value;

1603         // 左孩子

1604         Entry<K,V> left = null;

1605         // 右孩子

1606         Entry<K,V> right = null;

1607         // 父节点

1608         Entry<K,V> parent;

1609         // 当前节点颜色

1610         boolean color = BLACK;

1611 

1612         // 构造函数

1613         Entry(K key, V value, Entry<K,V> parent) {

1614             this.key = key;

1615             this.value = value;

1616             this.parent = parent;

1617         }

1618 

1619         // 返回“键”

1620         public K getKey() {

1621             return key;

1622         }

1623 

1624         // 返回“值”

1625         public V getValue() {

1626             return value;

1627         }

1628 

1629         // 更新“值”,返回旧的值

1630         public V setValue(V value) {

1631             V oldValue = this.value;

1632             this.value = value;

1633             return oldValue;

1634         }

1635 

1636         // 判断两个节点是否相等的函数,覆盖equals()函数。

1637         // 若两个节点的“key相等”并且“value相等”,则两个节点相等

1638         public boolean equals(Object o) {

1639             if (!(o instanceof Map.Entry))

1640                 return false;

1641             Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;

1642 

1643             return valEquals(key,e.getKey()) && valEquals(value,e.getValue());

1644         }

1645 

1646         // 覆盖hashCode函数。

1647         public int hashCode() {

1648             int keyHash = (key==null ? 0 : key.hashCode());

1649             int valueHash = (value==null ? 0 : value.hashCode());

1650             return keyHash ^ valueHash;

1651         }

1652 

1653         // 覆盖toString()函数。

1654         public String toString() {

1655             return key + "=" + value;

1656         }

1657     }

1658 

1659     // 返回“红黑树的第一个节点”

1660     final Entry<K,V> getFirstEntry() {

1661         Entry<K,V> p = root;

1662         if (p != null)

1663             while (p.left != null)

1664                 p = p.left;

1665         return p;

1666     }

1667 

1668     // 返回“红黑树的最后一个节点”

1669     final Entry<K,V> getLastEntry() {

1670         Entry<K,V> p = root;

1671         if (p != null)

1672             while (p.right != null)

1673                 p = p.right;

1674         return p;

1675     }

1676 

1677     // 返回“节点t的后继节点”

1678     static <K,V> TreeMap.Entry<K,V> successor(Entry<K,V> t) {

1679         if (t == null)

1680             return null;

1681         else if (t.right != null) {

1682             Entry<K,V> p = t.right;

1683             while (p.left != null)

1684                 p = p.left;

1685             return p;

1686         } else {

1687             Entry<K,V> p = t.parent;

1688             Entry<K,V> ch = t;

1689             while (p != null && ch == p.right) {

1690                 ch = p;

1691                 p = p.parent;

1692             }

1693             return p;

1694         }

1695     }

1696 

1697     // 返回“节点t的前继节点”

1698     static <K,V> Entry<K,V> predecessor(Entry<K,V> t) {

1699         if (t == null)

1700             return null;

1701         else if (t.left != null) {

1702             Entry<K,V> p = t.left;

1703             while (p.right != null)

1704                 p = p.right;

1705             return p;

1706         } else {

1707             Entry<K,V> p = t.parent;

1708             Entry<K,V> ch = t;

1709             while (p != null && ch == p.left) {

1710                 ch = p;

1711                 p = p.parent;

1712             }

1713             return p;

1714         }

1715     }

1716 

1717     // 返回“节点p的颜色”

1718     // 根据“红黑树的特性”可知:空节点颜色是黑色。

1719     private static <K,V> boolean colorOf(Entry<K,V> p) {

1720         return (p == null ? BLACK : p.color);

1721     }

1722 

1723     // 返回“节点p的父节点”

1724     private static <K,V> Entry<K,V> parentOf(Entry<K,V> p) {

1725         return (p == null ? null: p.parent);

1726     }

1727 

1728     // 设置“节点p的颜色为c”

1729     private static <K,V> void setColor(Entry<K,V> p, boolean c) {

1730         if (p != null)

1731         p.color = c;

1732     }

1733 

1734     // 设置“节点p的左孩子”

1735     private static <K,V> Entry<K,V> leftOf(Entry<K,V> p) {

1736         return (p == null) ? null: p.left;

1737     }

1738 

1739     // 设置“节点p的右孩子”

1740     private static <K,V> Entry<K,V> rightOf(Entry<K,V> p) {

1741         return (p == null) ? null: p.right;

1742     }

1743 

1744     // 对节点p执行“左旋”操作

1745     private void rotateLeft(Entry<K,V> p) {

1746         if (p != null) {

1747             Entry<K,V> r = p.right;

1748             p.right = r.left;

1749             if (r.left != null)

1750                 r.left.parent = p;

1751             r.parent = p.parent;

1752             if (p.parent == null)

1753                 root = r;

1754             else if (p.parent.left == p)

1755                 p.parent.left = r;

1756             else

1757                 p.parent.right = r;

1758             r.left = p;

1759             p.parent = r;

1760         }

1761     }

1762 

1763     // 对节点p执行“右旋”操作

1764     private void rotateRight(Entry<K,V> p) {

1765         if (p != null) {

1766             Entry<K,V> l = p.left;

1767             p.left = l.right;

1768             if (l.right != null) l.right.parent = p;

1769             l.parent = p.parent;

1770             if (p.parent == null)

1771                 root = l;

1772             else if (p.parent.right == p)

1773                 p.parent.right = l;

1774             else p.parent.left = l;

1775             l.right = p;

1776             p.parent = l;

1777         }

1778     }

1779 

1780     // 插入之后的修正操作。

1781     // 目的是保证:红黑树插入节点之后,仍然是一颗红黑树

1782     private void fixAfterInsertion(Entry<K,V> x) {

1783         x.color = RED;

1784 

1785         while (x != null && x != root && x.parent.color == RED) {

1786             if (parentOf(x) == leftOf(parentOf(parentOf(x)))) {

1787                 Entry<K,V> y = rightOf(parentOf(parentOf(x)));

1788                 if (colorOf(y) == RED) {

1789                     setColor(parentOf(x), BLACK);

1790                     setColor(y, BLACK);

1791                     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);

1792                     x = parentOf(parentOf(x));

1793                 } else {

1794                     if (x == rightOf(parentOf(x))) {

1795                         x = parentOf(x);

1796                         rotateLeft(x);

1797                     }

1798                     setColor(parentOf(x), BLACK);

1799                     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);

1800                     rotateRight(parentOf(parentOf(x)));

1801                 }

1802             } else {

1803                 Entry<K,V> y = leftOf(parentOf(parentOf(x)));

1804                 if (colorOf(y) == RED) {

1805                     setColor(parentOf(x), BLACK);

1806                     setColor(y, BLACK);

1807                     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);

1808                     x = parentOf(parentOf(x));

1809                 } else {

1810                     if (x == leftOf(parentOf(x))) {

1811                         x = parentOf(x);

1812                         rotateRight(x);

1813                     }

1814                     setColor(parentOf(x), BLACK);

1815                     setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);

1816                     rotateLeft(parentOf(parentOf(x)));

1817                 }

1818             }

1819         }

1820         root.color = BLACK;

1821     }

1822 

1823     // 删除“红黑树的节点p”

1824     private void deleteEntry(Entry<K,V> p) {

1825         modCount++;

1826         size--;

1827 

1828         // If strictly internal, copy successor's element to p and then make p

1829         // point to successor.

1830         if (p.left != null && p.right != null) {

1831             Entry<K,V> s = successor (p);

1832             p.key = s.key;

1833             p.value = s.value;

1834             p = s;

1835         } // p has 2 children

1836 

1837         // Start fixup at replacement node, if it exists.

1838         Entry<K,V> replacement = (p.left != null ? p.left : p.right);

1839 

1840         if (replacement != null) {

1841             // Link replacement to parent

1842             replacement.parent = p.parent;

1843             if (p.parent == null)

1844                 root = replacement;

1845             else if (p == p.parent.left)

1846                 p.parent.left  = replacement;

1847             else

1848                 p.parent.right = replacement;

1849 

1850             // Null out links so they are OK to use by fixAfterDeletion.

1851             p.left = p.right = p.parent = null;

1852 

1853             // Fix replacement

1854             if (p.color == BLACK)

1855                 fixAfterDeletion(replacement);

1856         } else if (p.parent == null) { // return if we are the only node.

1857             root = null;

1858         } else { //  No children. Use self as phantom replacement and unlink.

1859             if (p.color == BLACK)

1860                 fixAfterDeletion(p);

1861 

1862             if (p.parent != null) {

1863                 if (p == p.parent.left)

1864                     p.parent.left = null;

1865                 else if (p == p.parent.right)

1866                     p.parent.right = null;

1867                 p.parent = null;

1868             }

1869         }

1870     }

1871 

1872     // 删除之后的修正操作。

1873     // 目的是保证:红黑树删除节点之后,仍然是一颗红黑树

1874     private void fixAfterDeletion(Entry<K,V> x) {

1875         while (x != root && colorOf(x) == BLACK) {

1876             if (x == leftOf(parentOf(x))) {

1877                 Entry<K,V> sib = rightOf(parentOf(x));

1878 

1879                 if (colorOf(sib) == RED) {

1880                     setColor(sib, BLACK);

1881                     setColor(parentOf(x), RED);

1882                     rotateLeft(parentOf(x));

1883                     sib = rightOf(parentOf(x));

1884                 }

1885 

1886                 if (colorOf(leftOf(sib))  == BLACK &&

1887                     colorOf(rightOf(sib)) == BLACK) {

1888                     setColor(sib, RED);

1889                     x = parentOf(x);

1890                 } else {

1891                     if (colorOf(rightOf(sib)) == BLACK) {

1892                         setColor(leftOf(sib), BLACK);

1893                         setColor(sib, RED);

1894                         rotateRight(sib);

1895                         sib = rightOf(parentOf(x));

1896                     }

1897                     setColor(sib, colorOf(parentOf(x)));

1898                     setColor(parentOf(x), BLACK);

1899                     setColor(rightOf(sib), BLACK);

1900                     rotateLeft(parentOf(x));

1901                     x = root;

1902                 }

1903             } else { // symmetric

1904                 Entry<K,V> sib = leftOf(parentOf(x));

1905 

1906                 if (colorOf(sib) == RED) {

1907                     setColor(sib, BLACK);

1908                     setColor(parentOf(x), RED);

1909                     rotateRight(parentOf(x));

1910                     sib = leftOf(parentOf(x));

1911                 }

1912 

1913                 if (colorOf(rightOf(sib)) == BLACK &&

1914                     colorOf(leftOf(sib)) == BLACK) {

1915                     setColor(sib, RED);

1916                     x = parentOf(x);

1917                 } else {

1918                     if (colorOf(leftOf(sib)) == BLACK) {

1919                         setColor(rightOf(sib), BLACK);

1920                         setColor(sib, RED);

1921                         rotateLeft(sib);

1922                         sib = leftOf(parentOf(x));

1923                     }

1924                     setColor(sib, colorOf(parentOf(x)));

1925                     setColor(parentOf(x), BLACK);

1926                     setColor(leftOf(sib), BLACK);

1927                     rotateRight(parentOf(x));

1928                     x = root;

1929                 }

1930             }

1931         }

1932 

1933         setColor(x, BLACK);

1934     }

1935 

1936     private static final long serialVersionUID = 919286545866124006L;

1937 

1938     // java.io.Serializable的写入函数

1939     // 将TreeMap的“容量,所有的Entry”都写入到输出流中

1940     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)

1941         throws java.io.IOException {

1942         // Write out the Comparator and any hidden stuff

1943         s.defaultWriteObject();

1944 

1945         // Write out size (number of Mappings)

1946         s.writeInt(size);

1947 

1948         // Write out keys and values (alternating)

1949         for (Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {

1950             Map.Entry<K,V> e = i.next();

1951             s.writeObject(e.getKey());

1952             s.writeObject(e.getValue());

1953         }

1954     }

1955 

1956 

1957     // java.io.Serializable的读取函数:根据写入方式读出

1958     // 先将TreeMap的“容量、所有的Entry”依次读出

1959     private void readObject(final java.io.ObjectInputStream s)

1960         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {

1961         // Read in the Comparator and any hidden stuff

1962         s.defaultReadObject();

1963 

1964         // Read in size

1965         int size = s.readInt();

1966 

1967         buildFromSorted(size, null, s, null);

1968     }

1969 

1970     // 根据已经一个排好序的map创建一个TreeMap

1971     private void buildFromSorted(int size, Iterator it,

1972                  java.io.ObjectInputStream str,

1973                  V defaultVal)

1974         throws  java.io.IOException, ClassNotFoundException {

1975         this.size = size;

1976         root = buildFromSorted(0, 0, size-1, computeRedLevel(size),

1977                    it, str, defaultVal);

1978     }

1979 

1980     // 根据已经一个排好序的map创建一个TreeMap

1981     // 将map中的元素逐个添加到TreeMap中,并返回map的中间元素作为根节点。

1982     private final Entry<K,V> buildFromSorted(int level, int lo, int hi,

1983                          int redLevel,

1984                          Iterator it,

1985                          java.io.ObjectInputStream str,

1986                          V defaultVal)

1987         throws  java.io.IOException, ClassNotFoundException {

1988 

1989         if (hi < lo) return null;

1990 

1991       

1992         // 获取中间元素

1993         int mid = (lo + hi) / 2;

1994 

1995         Entry<K,V> left  = null;

1996         // 若lo小于mid,则递归调用获取(middel的)左孩子。

1997         if (lo < mid)

1998             left = buildFromSorted(level+1, lo, mid - 1, redLevel,

1999                    it, str, defaultVal);

2000 

2001         // 获取middle节点对应的key和value

2002         K key;

2003         V value;

2004         if (it != null) {

2005             if (defaultVal==null) {

2006                 Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>)it.next();

2007                 key = entry.getKey();

2008                 value = entry.getValue();

2009             } else {

2010                 key = (K)it.next();

2011                 value = defaultVal;

2012             }

2013         } else { // use stream

2014             key = (K) str.readObject();

2015             value = (defaultVal != null ? defaultVal : (V) str.readObject());

2016         }

2017 

2018         // 创建middle节点

2019         Entry<K,V> middle =  new Entry<K,V>(key, value, null);

2020 

2021         // 若当前节点的深度=红色节点的深度,则将节点着色为红色。

2022         if (level == redLevel)

2023             middle.color = RED;

2024 

2025         // 设置middle为left的父亲,left为middle的左孩子

2026         if (left != null) {

2027             middle.left = left;

2028             left.parent = middle;

2029         }

2030 

2031         if (mid < hi) {

2032             // 递归调用获取(middel的)右孩子。

2033             Entry<K,V> right = buildFromSorted(level+1, mid+1, hi, redLevel,

2034                            it, str, defaultVal);

2035             // 设置middle为left的父亲,left为middle的左孩子

2036             middle.right = right;

2037             right.parent = middle;

2038         }

2039 

2040         return middle;

2041     }

2042 

2043     // 计算节点树为sz的最大深度,也是红色节点的深度值。

2044     private static int computeRedLevel(int sz) {

2045         int level = 0;

2046         for (int m = sz - 1; m >= 0; m = m / 2 - 1)

2047             level++;

2048         return level;

2049     }

2050 }
View Code

说明:

在详细介绍TreeMap的代码之前,我们先建立一个整体概念。
TreeMap是通过红黑树实现的,TreeMap存储的是key-value键值对,TreeMap的排序是基于对key的排序。
TreeMap提供了操作“key”、“key-value”、“value”等方法,也提供了对TreeMap这颗树进行整体操作的方法,如获取子树、反向树。
后面的解说内容分为几部分,
首先,介绍TreeMap的核心,即红黑树相关部分
然后,介绍TreeMap的主要函数
再次,介绍TreeMap实现的几个接口
最后,补充介绍TreeMap的其它内容

TreeMap本质上是一颗红黑树。要彻底理解TreeMap,建议读者先理解红黑树。关于红黑树的原理,可以参考:红黑树(一) 原理和算法详细介绍

 

第3.1部分 TreeMap的红黑树相关内容

TreeMap中于红黑树相关的主要函数有:
1 数据结构
1.1 红黑树的节点颜色--红色

private static final boolean RED = false;

1.2 红黑树的节点颜色--黑色

private static final boolean BLACK = true;

1.3 “红黑树的节点”对应的类。

static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { ... }

Entry包含了6个部分内容:key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)
Entry节点根据key进行排序,Entry节点包含的内容为value。

 

2 相关操作

2.1 左旋

private void rotateLeft(Entry<K,V> p) { ... }

2.2 右旋

private void rotateRight(Entry<K,V> p) { ... }

2.3 插入操作

public V put(K key, V value) { ... }

2.4 插入修正操作
红黑树执行插入操作之后,要执行“插入修正操作”。
目的是:保红黑树在进行插入节点之后,仍然是一颗红黑树

private void fixAfterInsertion(Entry<K,V> x) { ... }

2.5 删除操作

private void deleteEntry(Entry<K,V> p) { ... }

2.6 删除修正操作

红黑树执行删除之后,要执行“删除修正操作”。
目的是保证:红黑树删除节点之后,仍然是一颗红黑树

private void fixAfterDeletion(Entry<K,V> x) { ... }

关于红黑树部分,这里主要是指出了TreeMap中那些是红黑树的主要相关内容。具体的红黑树相关操作API,这里没有详细说明,因为它们仅仅只是将算法翻译成代码。读者可以参考“红黑树(一) 原理和算法详细介绍”进行了解。


第3.2部分 TreeMap的构造函数

1 默认构造函数

使用默认构造函数构造TreeMap时,使用java的默认的比较器比较Key的大小,从而对TreeMap进行排序。

public TreeMap() {

    comparator = null;

}

2 带比较器的构造函数

public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {

    this.comparator = comparator;

}

3 带Map的构造函数,Map会成为TreeMap的子集

public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {

    comparator = null;

    putAll(m);

}

该构造函数会调用putAll()将m中的所有元素添加到TreeMap中。putAll()源码如下:

public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {

    for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())

        put(e.getKey(), e.getValue());

}

从中,我们可以看出putAll()就是将m中的key-value逐个的添加到TreeMap中

4 带SortedMap的构造函数,SortedMap会成为TreeMap的子集

public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m) {

    comparator = m.comparator();

    try {

        buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);

    } catch (java.io.IOException cannotHappen) {

    } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {

    }

}

该构造函数不同于上一个构造函数,在上一个构造函数中传入的参数是Map,Map不是有序的,所以要逐个添加。
而该构造函数的参数是SortedMap是一个有序的Map,我们通过buildFromSorted()来创建对应的Map。
buildFromSorted涉及到的代码如下:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 // 根据已经一个排好序的map创建一个TreeMap

 2     // 将map中的元素逐个添加到TreeMap中,并返回map的中间元素作为根节点。

 3     private final Entry<K,V> buildFromSorted(int level, int lo, int hi,

 4                          int redLevel,

 5                          Iterator it,

 6                          java.io.ObjectInputStream str,

 7                          V defaultVal)

 8         throws  java.io.IOException, ClassNotFoundException {

 9 

10         if (hi < lo) return null;

11 

12       

13         // 获取中间元素

14         int mid = (lo + hi) / 2;

15 

16         Entry<K,V> left  = null;

17         // 若lo小于mid,则递归调用获取(middel的)左孩子。

18         if (lo < mid)

19             left = buildFromSorted(level+1, lo, mid - 1, redLevel,

20                    it, str, defaultVal);

21 

22         // 获取middle节点对应的key和value

23         K key;

24         V value;

25         if (it != null) {

26             if (defaultVal==null) {

27                 Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>)it.next();

28                 key = entry.getKey();

29                 value = entry.getValue();

30             } else {

31                 key = (K)it.next();

32                 value = defaultVal;

33             }

34         } else { // use stream

35             key = (K) str.readObject();

36             value = (defaultVal != null ? defaultVal : (V) str.readObject());

37         }

38 

39         // 创建middle节点

40         Entry<K,V> middle =  new Entry<K,V>(key, value, null);

41 

42         // 若当前节点的深度=红色节点的深度,则将节点着色为红色。

43         if (level == redLevel)

44             middle.color = RED;

45 

46         // 设置middle为left的父亲,left为middle的左孩子

47         if (left != null) {

48             middle.left = left;

49             left.parent = middle;

50         }

51 

52         if (mid < hi) {

53             // 递归调用获取(middel的)右孩子。

54             Entry<K,V> right = buildFromSorted(level+1, mid+1, hi, redLevel,

55                            it, str, defaultVal);

56             // 设置middle为left的父亲,left为middle的左孩子

57             middle.right = right;

58             right.parent = middle;

59         }

60 

61         return middle;

62     }
View Code

要理解buildFromSorted,重点说明以下几点:

第一,buildFromSorted是通过递归将SortedMap中的元素逐个关联
第二,buildFromSorted返回middle节点(中间节点)作为root。
第三,buildFromSorted添加到红黑树中时,只将level == redLevel的节点设为红色。第level级节点,实际上是buildFromSorted转换成红黑树后的最底端(假设根节点在最上方)的节点;只将红黑树最底端的阶段着色为红色,其余都是黑色。

 

第3.3部分 TreeMap的Entry相关函数

TreeMap的 firstEntry()、 lastEntry()、 lowerEntry()、 higherEntry()、 floorEntry()、 ceilingEntry()、 pollFirstEntry() 、 pollLastEntry() 原理都是类似的;下面以firstEntry()来进行详细说明

我们先看看firstEntry()和getFirstEntry()的代码:

public Map.Entry<K,V> firstEntry() {

    return exportEntry(getFirstEntry());

}



final Entry<K,V> getFirstEntry() {

    Entry<K,V> p = root;

    if (p != null)

        while (p.left != null)

            p = p.left;

    return p;

}

从中,我们可以看出 firstEntry() 和 getFirstEntry() 都是用于获取第一个节点。
但是,firstEntry() 是对外接口; getFirstEntry() 是内部接口。而且,firstEntry() 是通过 getFirstEntry() 来实现的。那为什么外界不能直接调用 getFirstEntry(),而需要多此一举的调用 firstEntry() 呢?
先告诉大家原因,再进行详细说明。这么做的目的是:防止用户修改返回的Entry。getFirstEntry()返回的Entry是可以被修改的,但是经过firstEntry()返回的Entry不能被修改,只可以读取Entry的key值和value值。下面我们看看到底是如何实现的。
(01) getFirstEntry()返回的是Entry节点,而Entry是红黑树的节点,它的源码如下:

// 返回“红黑树的第一个节点”

final Entry<K,V> getFirstEntry() {

    Entry<K,V> p = root;

    if (p != null)

    while (p.left != null)

            p = p.left;

    return p;

}

从中,我们可以调用Entry的getKey()、getValue()来获取key和value值,以及调用setValue()来修改value的值。

(02) firstEntry()返回的是exportEntry(getFirstEntry())。下面我们看看exportEntry()干了些什么?

static <K,V> Map.Entry<K,V> exportEntry(TreeMap.Entry<K,V> e) {

    return e == null? null :

        new AbstractMap.SimpleImmutableEntry<K,V>(e);

}

实际上,exportEntry() 是新建一个AbstractMap.SimpleImmutableEntry类型的对象,并返回。

SimpleImmutableEntry的实现在AbstractMap.java中,下面我们看看AbstractMap.SimpleImmutableEntry是如何实现的,代码如下:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 public static class SimpleImmutableEntry<K,V>

 2 implements Entry<K,V>, java.io.Serializable

 3 {

 4     private static final long serialVersionUID = 7138329143949025153L;

 5 

 6     private final K key;

 7     private final V value;

 8 

 9     public SimpleImmutableEntry(K key, V value) {

10         this.key   = key;

11         this.value = value;

12     }

13 

14     public SimpleImmutableEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {

15         this.key   = entry.getKey();

16             this.value = entry.getValue();

17     }

18 

19     public K getKey() {

20         return key;

21     }

22 

23     public V getValue() {

24         return value;

25     }

26 

27     public V setValue(V value) {

28             throw new UnsupportedOperationException();

29         }

30 

31     public boolean equals(Object o) {

32         if (!(o instanceof Map.Entry))

33         return false;

34         Map.Entry e = (Map.Entry)o;

35         return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());

36     }

37 

38     public int hashCode() {

39         return (key   == null ? 0 :   key.hashCode()) ^

40            (value == null ? 0 : value.hashCode());

41     }

42 

43     public String toString() {

44         return key + "=" + value;

45     }

46 }
View Code

从中,我们可以看出SimpleImmutableEntry实际上是简化的key-value节点。
它只提供了getKey()、getValue()方法类获取节点的值;但不能修改value的值,因为调用 setValue() 会抛出异常UnsupportedOperationException();


再回到我们之前的问题:那为什么外界不能直接调用 getFirstEntry(),而需要多此一举的调用 firstEntry() 呢?
现在我们清晰的了解到:
(01) firstEntry()是对外接口,而getFirstEntry()是内部接口。
(02) 对firstEntry()返回的Entry对象只能进行getKey()、getValue()等读取操作;而对getFirstEntry()返回的对象除了可以进行读取操作之后,还可以通过setValue()修改值。

 

第3.4部分 TreeMap的key相关函数

TreeMap的firstKey()、lastKey()、lowerKey()、higherKey()、floorKey()、ceilingKey()原理都是类似的;下面以ceilingKey()来进行详细说明

ceilingKey(K key)的作用是“返回大于/等于key的最小的键值对所对应的KEY,没有的话返回null”,它的代码如下:

public K ceilingKey(K key) {

    return keyOrNull(getCeilingEntry(key));

}

ceilingKey()是通过getCeilingEntry()实现的。keyOrNull()的代码很简单,它是获取节点的key,没有的话,返回null。

static <K,V> K keyOrNull(TreeMap.Entry<K,V> e) {

    return e == null? null : e.key;

}

getCeilingEntry(K key)的作用是“获取TreeMap中大于/等于key的最小的节点,若不存在(即TreeMap中所有节点的键都比key大),就返回null”。它的实现代码如下:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 final Entry<K,V> getCeilingEntry(K key) {

 2     Entry<K,V> p = root;

 3     while (p != null) {

 4         int cmp = compare(key, p.key);

 5         // 情况一:若“p的key” > key。

 6         // 若 p 存在左孩子,则设 p=“p的左孩子”;

 7         // 否则,返回p

 8         if (cmp < 0) {

 9             if (p.left != null)

10                 p = p.left;

11             else

12                 return p;

13         // 情况二:若“p的key” < key。

14         } else if (cmp > 0) {

15             // 若 p 存在右孩子,则设 p=“p的右孩子”

16             if (p.right != null) {

17                 p = p.right;

18             } else {

19                 // 若 p 不存在右孩子,则找出 p 的后继节点,并返回

20                 // 注意:这里返回的 “p的后继节点”有2种可能性:第一,null;第二,TreeMap中大于key的最小的节点。

21                 //   理解这一点的核心是,getCeilingEntry是从root开始遍历的。

22                 //   若getCeilingEntry能走到这一步,那么,它之前“已经遍历过的节点的key”都 > key。

23                 //   能理解上面所说的,那么就很容易明白,为什么“p的后继节点”有2种可能性了。

24                 Entry<K,V> parent = p.parent;

25                 Entry<K,V> ch = p;

26                 while (parent != null && ch == parent.right) {

27                     ch = parent;

28                     parent = parent.parent;

29                 }

30                 return parent;

31             }

32         // 情况三:若“p的key” = key。

33         } else

34             return p;

35     }

36     return null;

37 }
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第3.5部分 TreeMap的values()函数

values() 返回“TreeMap中值的集合”

values()的实现代码如下:

public Collection<V> values() {

    Collection<V> vs = values;

    return (vs != null) ? vs : (values = new Values());

}

说明:从中,我们可以发现values()是通过 new Values() 来实现 “返回TreeMap中值的集合”。

那么Values()是如何实现的呢? 没错!由于返回的是值的集合,那么Values()肯定返回一个集合;而Values()正好是集合类Value的构造函数。Values继承于AbstractCollection,它的代码如下:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 // ”TreeMap的值的集合“对应的类,它集成于AbstractCollection

 2 class Values extends AbstractCollection<V> {

 3     // 返回迭代器

 4     public Iterator<V> iterator() {

 5         return new ValueIterator(getFirstEntry());

 6     }

 7 

 8     // 返回个数

 9     public int size() {

10         return TreeMap.this.size();

11     }

12 

13     // "TreeMap的值的集合"中是否包含"对象o"

14     public boolean contains(Object o) {

15         return TreeMap.this.containsValue(o);

16     }

17 

18     // 删除"TreeMap的值的集合"中的"对象o"

19     public boolean remove(Object o) {

20         for (Entry<K,V> e = getFirstEntry(); e != null; e = successor(e)) {

21             if (valEquals(e.getValue(), o)) {

22                 deleteEntry(e);

23                 return true;

24             }

25         }

26         return false;

27     }

28 

29     // 清空删除"TreeMap的值的集合"

30     public void clear() {

31         TreeMap.this.clear();

32     }

33 }
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说明:从中,我们可以知道Values类就是一个集合。而 AbstractCollection 实现了除 size() 和 iterator() 之外的其它函数,因此只需要在Values类中实现这两个函数即可。
size() 的实现非常简单,Values集合中元素的个数=该TreeMap的元素个数。(TreeMap每一个元素都有一个值嘛!)
iterator() 则返回一个迭代器,用于遍历Values。下面,我们一起可以看看iterator()的实现:

public Iterator<V> iterator() {

    return new ValueIterator(getFirstEntry());

}

说明: iterator() 是通过ValueIterator() 返回迭代器的,ValueIterator是一个类。代码如下:

final class ValueIterator extends PrivateEntryIterator<V> {

    ValueIterator(Entry<K,V> first) {

        super(first);

    }

    public V next() {

        return nextEntry().value;

    }

}

说明:ValueIterator的代码很简单,它的主要实现应该在它的父类PrivateEntryIterator中。下面我们一起看看PrivateEntryIterator的代码:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 abstract class PrivateEntryIterator<T> implements Iterator<T> {

 2     // 下一节点

 3     Entry<K,V> next;

 4     // 上一次返回的节点

 5     Entry<K,V> lastReturned;

 6     // 修改次数统计数

 7     int expectedModCount;

 8 

 9     PrivateEntryIterator(Entry<K,V> first) {

10         expectedModCount = modCount;

11         lastReturned = null;

12         next = first;

13     }

14 

15     // 是否存在下一个节点

16     public final boolean hasNext() {

17         return next != null;

18     }

19 

20     // 返回下一个节点

21     final Entry<K,V> nextEntry() {

22         Entry<K,V> e = next;

23         if (e == null)

24             throw new NoSuchElementException();

25         if (modCount != expectedModCount)

26             throw new ConcurrentModificationException();

27         next = successor(e);

28         lastReturned = e;

29         return e;

30     }

31 

32     // 返回上一节点

33     final Entry<K,V> prevEntry() {

34         Entry<K,V> e = next;

35         if (e == null)

36             throw new NoSuchElementException();

37         if (modCount != expectedModCount)

38             throw new ConcurrentModificationException();

39         next = predecessor(e);

40         lastReturned = e;

41         return e;

42     }

43 

44     // 删除当前节点

45     public void remove() {

46         if (lastReturned == null)

47             throw new IllegalStateException();

48         if (modCount != expectedModCount)

49             throw new ConcurrentModificationException();

50         // deleted entries are replaced by their successors

51         if (lastReturned.left != null && lastReturned.right != null)

52             next = lastReturned;

53         deleteEntry(lastReturned);

54         expectedModCount = modCount;

55         lastReturned = null;

56     }

57 }
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说明:PrivateEntryIterator是一个抽象类,它的实现很简单,只只实现了Iterator的remove()和hasNext()接口,没有实现next()接口。
而我们在ValueIterator中已经实现的next()接口。
至此,我们就了解了iterator()的完整实现了。

 

第3.6部分 TreeMap的entrySet()函数

entrySet() 返回“键值对集合”。顾名思义,它返回的是一个集合,集合的元素是“键值对”。

下面,我们看看它是如何实现的?entrySet() 的实现代码如下:

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {

    EntrySet es = entrySet;

    return (es != null) ? es : (entrySet = new EntrySet());

}

说明:entrySet()返回的是一个EntrySet对象。

下面我们看看EntrySet的代码:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 // EntrySet是“TreeMap的所有键值对组成的集合”,

 2 // EntrySet集合的单位是单个“键值对”。

 3 class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {

 4     public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {

 5         return new EntryIterator(getFirstEntry());

 6     }

 7 

 8     // EntrySet中是否包含“键值对Object”

 9     public boolean contains(Object o) {

10         if (!(o instanceof Map.Entry))

11             return false;

12         Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

13         V value = entry.getValue();

14         Entry<K,V> p = getEntry(entry.getKey());

15         return p != null && valEquals(p.getValue(), value);

16     }

17 

18     // 删除EntrySet中的“键值对Object”

19     public boolean remove(Object o) {

20         if (!(o instanceof Map.Entry))

21             return false;

22         Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

23         V value = entry.getValue();

24         Entry<K,V> p = getEntry(entry.getKey());

25         if (p != null && valEquals(p.getValue(), value)) {

26             deleteEntry(p);

27             return true;

28         }

29         return false;

30     }

31 

32     // 返回EntrySet中元素个数

33     public int size() {

34         return TreeMap.this.size();

35     }

36 

37     // 清空EntrySet

38     public void clear() {

39         TreeMap.this.clear();

40     }

41 }
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说明:
EntrySet是“TreeMap的所有键值对组成的集合”,而且它单位是单个“键值对”。
EntrySet是一个集合,它继承于AbstractSet。而AbstractSet实现了除size() 和 iterator() 之外的其它函数,因此,我们重点了解一下EntrySet的size() 和 iterator() 函数

size() 的实现非常简单,AbstractSet集合中元素的个数=该TreeMap的元素个数。
iterator() 则返回一个迭代器,用于遍历AbstractSet。从上面的源码中,我们可以发现iterator() 是通过EntryIterator实现的;下面我们看看EntryIterator的源码:

final class EntryIterator extends PrivateEntryIterator<Map.Entry<K,V>> {

    EntryIterator(Entry<K,V> first) {

        super(first);

    }

    public Map.Entry<K,V> next() {

        return nextEntry();

    }

}

说明:和Values类一样,EntryIterator也继承于PrivateEntryIterator类。

 

第3.7部分 TreeMap实现的Cloneable接口

TreeMap实现了Cloneable接口,即实现了clone()方法。
clone()方法的作用很简单,就是克隆一个TreeMap对象并返回。

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 // 克隆一个TreeMap,并返回Object对象

 2 public Object clone() {

 3     TreeMap<K,V> clone = null;

 4     try {

 5         clone = (TreeMap<K,V>) super.clone();

 6     } catch (CloneNotSupportedException e) {

 7         throw new InternalError();

 8     }

 9 

10     // Put clone into "virgin" state (except for comparator)

11     clone.root = null;

12     clone.size = 0;

13     clone.modCount = 0;

14     clone.entrySet = null;

15     clone.navigableKeySet = null;

16     clone.descendingMap = null;

17 

18     // Initialize clone with our mappings

19     try {

20         clone.buildFromSorted(size, entrySet().iterator(), null, null);

21     } catch (java.io.IOException cannotHappen) {

22     } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {

23     }

24 

25     return clone;

26 }
View Code

 

第3.8部分 TreeMap实现的Serializable接口

TreeMap实现java.io.Serializable,分别实现了串行读取、写入功能。
串行写入函数是writeObject(),它的作用是将TreeMap的“容量,所有的Entry”都写入到输出流中。
而串行读取函数是readObject(),它的作用是将TreeMap的“容量、所有的Entry”依次读出。
readObject() 和 writeObject() 正好是一对,通过它们,我能实现TreeMap的串行传输。

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 // java.io.Serializable的写入函数

 2 // 将TreeMap的“容量,所有的Entry”都写入到输出流中

 3 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)

 4     throws java.io.IOException {

 5     // Write out the Comparator and any hidden stuff

 6     s.defaultWriteObject();

 7 

 8     // Write out size (number of Mappings)

 9     s.writeInt(size);

10 

11     // Write out keys and values (alternating)

12     for (Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {

13         Map.Entry<K,V> e = i.next();

14         s.writeObject(e.getKey());

15         s.writeObject(e.getValue());

16     }

17 }

18 

19 

20 // java.io.Serializable的读取函数:根据写入方式读出

21 // 先将TreeMap的“容量、所有的Entry”依次读出

22 private void readObject(final java.io.ObjectInputStream s)

23     throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {

24     // Read in the Comparator and any hidden stuff

25     s.defaultReadObject();

26 

27     // Read in size

28     int size = s.readInt();

29 

30     buildFromSorted(size, null, s, null);

31 }
View Code

说到这里,就顺便说一下“关键字transient”的作用

transient是Java语言的关键字,它被用来表示一个域不是该对象串行化的一部分。
Java的serialization提供了一种持久化对象实例的机制。当持久化对象时,可能有一个特殊的对象数据成员,我们不想用serialization机制来保存它。为了在一个特定对象的一个域上关闭serialization,可以在这个域前加上关键字transient。
当一个对象被串行化的时候,transient型变量的值不包括在串行化的表示中,然而非transient型的变量是被包括进去的。

 

第3.9部分 TreeMap实现的NavigableMap接口

firstKey()、lastKey()、lowerKey()、higherKey()、ceilingKey()、floorKey();
firstEntry()、 lastEntry()、 lowerEntry()、 higherEntry()、 floorEntry()、 ceilingEntry()、 pollFirstEntry() 、 pollLastEntry();
上面已经讲解过这些API了,下面对其它的API进行说明。

1 反向TreeMap
descendingMap() 的作用是返回当前TreeMap的反向的TreeMap。所谓反向,就是排序顺序和原始的顺序相反。

我们已经知道TreeMap是一颗红黑树,而红黑树是有序的。
TreeMap的排序方式是通过比较器,在创建TreeMap的时候,若指定了比较器,则使用该比较器;否则,就使用Java的默认比较器。
而获取TreeMap的反向TreeMap的原理就是将比较器反向即可!

理解了descendingMap()的反向原理之后,再讲解一下descendingMap()的代码。

// 获取TreeMap的降序Map

public NavigableMap<K, V> descendingMap() {

    NavigableMap<K, V> km = descendingMap;

    return (km != null) ? km :

        (descendingMap = new DescendingSubMap(this,

                                              true, null, true,

                                              true, null, true));

}

从中,我们看出descendingMap()实际上是返回DescendingSubMap类的对象。下面,看看DescendingSubMap的源码:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
 1 static final class DescendingSubMap<K,V>  extends NavigableSubMap<K,V> {

 2     private static final long serialVersionUID = 912986545866120460L;

 3     DescendingSubMap(TreeMap<K,V> m,

 4                     boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,

 5                     boolean toEnd,     K hi, boolean hiInclusive) {

 6         super(m, fromStart, lo, loInclusive, toEnd, hi, hiInclusive);

 7     }

 8 

 9     // 反转的比较器:是将原始比较器反转得到的。

10     private final Comparator<? super K> reverseComparator =

11         Collections.reverseOrder(m.comparator);

12 

13     // 获取反转比较器

14     public Comparator<? super K> comparator() {

15         return reverseComparator;

16     }

17 

18     // 获取“子Map”。

19     // 范围是从fromKey 到 toKey;fromInclusive是是否包含fromKey的标记,toInclusive是是否包含toKey的标记

20     public NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,

21                                     K toKey,   boolean toInclusive) {

22         if (!inRange(fromKey, fromInclusive))

23             throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");

24         if (!inRange(toKey, toInclusive))

25             throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");

26         return new DescendingSubMap(m,

27                                     false, toKey,   toInclusive,

28                                     false, fromKey, fromInclusive);

29     }

30 

31     // 获取“Map的头部”。

32     // 范围从第一个节点 到 toKey, inclusive是是否包含toKey的标记

33     public NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive) {

34         if (!inRange(toKey, inclusive))

35             throw new IllegalArgumentException("toKey out of range");

36         return new DescendingSubMap(m,

37                                     false, toKey, inclusive,

38                                     toEnd, hi,    hiInclusive);

39     }

40 

41     // 获取“Map的尾部”。

42     // 范围是从 fromKey 到 最后一个节点,inclusive是是否包含fromKey的标记

43     public NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive){

44         if (!inRange(fromKey, inclusive))

45             throw new IllegalArgumentException("fromKey out of range");

46         return new DescendingSubMap(m,

47                                     fromStart, lo, loInclusive,

48                                     false, fromKey, inclusive);

49     }

50 

51     // 获取对应的降序Map

52     public NavigableMap<K,V> descendingMap() {

53         NavigableMap<K,V> mv = descendingMapView;

54         return (mv != null) ? mv :

55             (descendingMapView =

56              new AscendingSubMap(m,

57                                  fromStart, lo, loInclusive,

58                                  toEnd,     hi, hiInclusive));

59     }

60 

61     // 返回“升序Key迭代器”

62     Iterator<K> keyIterator() {

63         return new DescendingSubMapKeyIterator(absHighest(), absLowFence());

64     }

65 

66     // 返回“降序Key迭代器”

67     Iterator<K> descendingKeyIterator() {

68         return new SubMapKeyIterator(absLowest(), absHighFence());

69     }

70 

71     // “降序EntrySet集合”类

72     // 实现了iterator()

73     final class DescendingEntrySetView extends EntrySetView {

74         public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {

75             return new DescendingSubMapEntryIterator(absHighest(), absLowFence());

76         }

77     }

78 

79     // 返回“降序EntrySet集合”

80     public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {

81         EntrySetView es = entrySetView;

82         return (es != null) ? es : new DescendingEntrySetView();

83     }

84 

85     TreeMap.Entry<K,V> subLowest()       { return absHighest(); }

86     TreeMap.Entry<K,V> subHighest()      { return absLowest(); }

87     TreeMap.Entry<K,V> subCeiling(K key) { return absFloor(key); }

88     TreeMap.Entry<K,V> subHigher(K key)  { return absLower(key); }

89     TreeMap.Entry<K,V> subFloor(K key)   { return absCeiling(key); }

90     TreeMap.Entry<K,V> subLower(K key)   { return absHigher(key); }

91 }
View Code

从中,我们看出DescendingSubMap是降序的SubMap,它的实现机制是将“SubMap的比较器反转”。

它继承于NavigableSubMap。而NavigableSubMap是一个继承于AbstractMap的抽象类;它包括2个子类——"(升序)AscendingSubMap"和"(降序)DescendingSubMap"。NavigableSubMap为它的两个子类实现了许多公共API。
下面看看NavigableSubMap的源码。

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
  1 static abstract class NavigableSubMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>

  2     implements NavigableMap<K,V>, java.io.Serializable {

  3     // TreeMap的拷贝

  4     final TreeMap<K,V> m;

  5     // lo是“子Map范围的最小值”,hi是“子Map范围的最大值”;

  6     // loInclusive是“是否包含lo的标记”,hiInclusive是“是否包含hi的标记”

  7     // fromStart是“表示是否从第一个节点开始计算”,

  8     // toEnd是“表示是否计算到最后一个节点      ”

  9     final K lo, hi;      

 10     final boolean fromStart, toEnd;

 11     final boolean loInclusive, hiInclusive;

 12 

 13     // 构造函数

 14     NavigableSubMap(TreeMap<K,V> m,

 15                     boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,

 16                     boolean toEnd,     K hi, boolean hiInclusive) {

 17         if (!fromStart && !toEnd) {

 18             if (m.compare(lo, hi) > 0)

 19                 throw new IllegalArgumentException("fromKey > toKey");

 20         } else {

 21             if (!fromStart) // type check

 22                 m.compare(lo, lo);

 23             if (!toEnd)

 24                 m.compare(hi, hi);

 25         }

 26 

 27         this.m = m;

 28         this.fromStart = fromStart;

 29         this.lo = lo;

 30         this.loInclusive = loInclusive;

 31         this.toEnd = toEnd;

 32         this.hi = hi;

 33         this.hiInclusive = hiInclusive;

 34     }

 35 

 36     // 判断key是否太小

 37     final boolean tooLow(Object key) {

 38         // 若该SubMap不包括“起始节点”,

 39         // 并且,“key小于最小键(lo)”或者“key等于最小键(lo),但最小键却没包括在该SubMap内”

 40         // 则判断key太小。其余情况都不是太小!

 41         if (!fromStart) {

 42             int c = m.compare(key, lo);

 43             if (c < 0 || (c == 0 && !loInclusive))

 44                 return true;

 45         }

 46         return false;

 47     }

 48 

 49     // 判断key是否太大

 50     final boolean tooHigh(Object key) {

 51         // 若该SubMap不包括“结束节点”,

 52         // 并且,“key大于最大键(hi)”或者“key等于最大键(hi),但最大键却没包括在该SubMap内”

 53         // 则判断key太大。其余情况都不是太大!

 54         if (!toEnd) {

 55             int c = m.compare(key, hi);

 56             if (c > 0 || (c == 0 && !hiInclusive))

 57                 return true;

 58         }

 59         return false;

 60     }

 61 

 62     // 判断key是否在“lo和hi”开区间范围内

 63     final boolean inRange(Object key) {

 64         return !tooLow(key) && !tooHigh(key);

 65     }

 66 

 67     // 判断key是否在封闭区间内

 68     final boolean inClosedRange(Object key) {

 69         return (fromStart || m.compare(key, lo) >= 0)

 70             && (toEnd || m.compare(hi, key) >= 0);

 71     }

 72 

 73     // 判断key是否在区间内, inclusive是区间开关标志

 74     final boolean inRange(Object key, boolean inclusive) {

 75         return inclusive ? inRange(key) : inClosedRange(key);

 76     }

 77 

 78     // 返回最低的Entry

 79     final TreeMap.Entry<K,V> absLowest() {

 80     // 若“包含起始节点”,则调用getFirstEntry()返回第一个节点

 81     // 否则的话,若包括lo,则调用getCeilingEntry(lo)获取大于/等于lo的最小的Entry;

 82     //           否则,调用getHigherEntry(lo)获取大于lo的最小Entry

 83     TreeMap.Entry<K,V> e =

 84             (fromStart ?  m.getFirstEntry() :

 85              (loInclusive ? m.getCeilingEntry(lo) :

 86                             m.getHigherEntry(lo)));

 87         return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null : e;

 88     }

 89 

 90     // 返回最高的Entry

 91     final TreeMap.Entry<K,V> absHighest() {

 92     // 若“包含结束节点”,则调用getLastEntry()返回最后一个节点

 93     // 否则的话,若包括hi,则调用getFloorEntry(hi)获取小于/等于hi的最大的Entry;

 94     //           否则,调用getLowerEntry(hi)获取大于hi的最大Entry

 95     TreeMap.Entry<K,V> e =

 96     TreeMap.Entry<K,V> e =

 97             (toEnd ?  m.getLastEntry() :

 98              (hiInclusive ?  m.getFloorEntry(hi) :

 99                              m.getLowerEntry(hi)));

100         return (e == null || tooLow(e.key)) ? null : e;

101     }

102 

103     // 返回"大于/等于key的最小的Entry"

104     final TreeMap.Entry<K,V> absCeiling(K key) {

105         // 只有在“key太小”的情况下,absLowest()返回的Entry才是“大于/等于key的最小Entry”

106         // 其它情况下不行。例如,当包含“起始节点”时,absLowest()返回的是最小Entry了!

107         if (tooLow(key))

108             return absLowest();

109         // 获取“大于/等于key的最小Entry”

110     TreeMap.Entry<K,V> e = m.getCeilingEntry(key);

111         return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null : e;

112     }

113 

114     // 返回"大于key的最小的Entry"

115     final TreeMap.Entry<K,V> absHigher(K key) {

116         // 只有在“key太小”的情况下,absLowest()返回的Entry才是“大于key的最小Entry”

117         // 其它情况下不行。例如,当包含“起始节点”时,absLowest()返回的是最小Entry了,而不一定是“大于key的最小Entry”!

118         if (tooLow(key))

119             return absLowest();

120         // 获取“大于key的最小Entry”

121     TreeMap.Entry<K,V> e = m.getHigherEntry(key);

122         return (e == null || tooHigh(e.key)) ? null : e;

123     }

124 

125     // 返回"小于/等于key的最大的Entry"

126     final TreeMap.Entry<K,V> absFloor(K key) {

127         // 只有在“key太大”的情况下,(absHighest)返回的Entry才是“小于/等于key的最大Entry”

128         // 其它情况下不行。例如,当包含“结束节点”时,absHighest()返回的是最大Entry了!

129         if (tooHigh(key))

130             return absHighest();

131     // 获取"小于/等于key的最大的Entry"

132     TreeMap.Entry<K,V> e = m.getFloorEntry(key);

133         return (e == null || tooLow(e.key)) ? null : e;

134     }

135 

136     // 返回"小于key的最大的Entry"

137     final TreeMap.Entry<K,V> absLower(K key) {

138         // 只有在“key太大”的情况下,(absHighest)返回的Entry才是“小于key的最大Entry”

139         // 其它情况下不行。例如,当包含“结束节点”时,absHighest()返回的是最大Entry了,而不一定是“小于key的最大Entry”!

140         if (tooHigh(key))

141             return absHighest();

142     // 获取"小于key的最大的Entry"

143     TreeMap.Entry<K,V> e = m.getLowerEntry(key);

144         return (e == null || tooLow(e.key)) ? null : e;

145     }

146 

147     // 返回“大于最大节点中的最小节点”,不存在的话,返回null

148     final TreeMap.Entry<K,V> absHighFence() {

149         return (toEnd ? null : (hiInclusive ?

150                                 m.getHigherEntry(hi) :

151                                 m.getCeilingEntry(hi)));

152     }

153 

154     // 返回“小于最小节点中的最大节点”,不存在的话,返回null

155     final TreeMap.Entry<K,V> absLowFence() {

156         return (fromStart ? null : (loInclusive ?

157                                     m.getLowerEntry(lo) :

158                                     m.getFloorEntry(lo)));

159     }

160 

161     // 下面几个abstract方法是需要NavigableSubMap的实现类实现的方法

162     abstract TreeMap.Entry<K,V> subLowest();

163     abstract TreeMap.Entry<K,V> subHighest();

164     abstract TreeMap.Entry<K,V> subCeiling(K key);

165     abstract TreeMap.Entry<K,V> subHigher(K key);

166     abstract TreeMap.Entry<K,V> subFloor(K key);

167     abstract TreeMap.Entry<K,V> subLower(K key);

168     // 返回“顺序”的键迭代器

169     abstract Iterator<K> keyIterator();

170     // 返回“逆序”的键迭代器

171     abstract Iterator<K> descendingKeyIterator();

172 

173     // 返回SubMap是否为空。空的话,返回true,否则返回false

174     public boolean isEmpty() {

175         return (fromStart && toEnd) ? m.isEmpty() : entrySet().isEmpty();

176     }

177 

178     // 返回SubMap的大小

179     public int size() {

180         return (fromStart && toEnd) ? m.size() : entrySet().size();

181     }

182 

183     // 返回SubMap是否包含键key

184     public final boolean containsKey(Object key) {

185         return inRange(key) && m.containsKey(key);

186     }

187 

188     // 将key-value 插入SubMap中

189     public final V put(K key, V value) {

190         if (!inRange(key))

191             throw new IllegalArgumentException("key out of range");

192         return m.put(key, value);

193     }

194 

195     // 获取key对应值

196     public final V get(Object key) {

197         return !inRange(key)? null :  m.get(key);

198     }

199 

200     // 删除key对应的键值对

201     public final V remove(Object key) {

202         return !inRange(key)? null  : m.remove(key);

203     }

204 

205     // 获取“大于/等于key的最小键值对”

206     public final Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key) {

207         return exportEntry(subCeiling(key));

208     }

209 

210     // 获取“大于/等于key的最小键”

211     public final K ceilingKey(K key) {

212         return keyOrNull(subCeiling(key));

213     }

214 

215     // 获取“大于key的最小键值对”

216     public final Map.Entry<K,V> higherEntry(K key) {

217         return exportEntry(subHigher(key));

218     }

219 

220     // 获取“大于key的最小键”

221     public final K higherKey(K key) {

222         return keyOrNull(subHigher(key));

223     }

224 

225     // 获取“小于/等于key的最大键值对”

226     public final Map.Entry<K,V> floorEntry(K key) {

227         return exportEntry(subFloor(key));

228     }

229 

230     // 获取“小于/等于key的最大键”

231     public final K floorKey(K key) {

232         return keyOrNull(subFloor(key));

233     }

234 

235     // 获取“小于key的最大键值对”

236     public final Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key) {

237         return exportEntry(subLower(key));

238     }

239 

240     // 获取“小于key的最大键”

241     public final K lowerKey(K key) {

242         return keyOrNull(subLower(key));

243     }

244 

245     // 获取"SubMap的第一个键"

246     public final K firstKey() {

247         return key(subLowest());

248     }

249 

250     // 获取"SubMap的最后一个键"

251     public final K lastKey() {

252         return key(subHighest());

253     }

254 

255     // 获取"SubMap的第一个键值对"

256     public final Map.Entry<K,V> firstEntry() {

257         return exportEntry(subLowest());

258     }

259 

260     // 获取"SubMap的最后一个键值对"

261     public final Map.Entry<K,V> lastEntry() {

262         return exportEntry(subHighest());

263     }

264 

265     // 返回"SubMap的第一个键值对",并从SubMap中删除改键值对

266     public final Map.Entry<K,V> pollFirstEntry() {

267     TreeMap.Entry<K,V> e = subLowest();

268         Map.Entry<K,V> result = exportEntry(e);

269         if (e != null)

270             m.deleteEntry(e);

271         return result;

272     }

273 

274     // 返回"SubMap的最后一个键值对",并从SubMap中删除改键值对

275     public final Map.Entry<K,V> pollLastEntry() {

276     TreeMap.Entry<K,V> e = subHighest();

277         Map.Entry<K,V> result = exportEntry(e);

278         if (e != null)

279             m.deleteEntry(e);

280         return result;

281     }

282 

283     // Views

284     transient NavigableMap<K,V> descendingMapView = null;

285     transient EntrySetView entrySetView = null;

286     transient KeySet<K> navigableKeySetView = null;

287 

288     // 返回NavigableSet对象,实际上返回的是当前对象的"Key集合"。 

289     public final NavigableSet<K> navigableKeySet() {

290         KeySet<K> nksv = navigableKeySetView;

291         return (nksv != null) ? nksv :

292             (navigableKeySetView = new TreeMap.KeySet(this));

293     }

294 

295     // 返回"Key集合"对象

296     public final Set<K> keySet() {

297         return navigableKeySet();

298     }

299 

300     // 返回“逆序”的Key集合

301     public NavigableSet<K> descendingKeySet() {

302         return descendingMap().navigableKeySet();

303     }

304 

305     // 排列fromKey(包含) 到 toKey(不包含) 的子map

306     public final SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey) {

307         return subMap(fromKey, true, toKey, false);

308     }

309 

310     // 返回当前Map的头部(从第一个节点 到 toKey, 不包括toKey)

311     public final SortedMap<K,V> headMap(K toKey) {

312         return headMap(toKey, false);

313     }

314 

315     // 返回当前Map的尾部[从 fromKey(包括fromKeyKey) 到 最后一个节点]

316     public final SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey) {

317         return tailMap(fromKey, true);

318     }

319 

320     // Map的Entry的集合

321     abstract class EntrySetView extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {

322         private transient int size = -1, sizeModCount;

323 

324         // 获取EntrySet的大小

325         public int size() {

326             // 若SubMap是从“开始节点”到“结尾节点”,则SubMap大小就是原TreeMap的大小

327             if (fromStart && toEnd)

328                 return m.size();

329             // 若SubMap不是从“开始节点”到“结尾节点”,则调用iterator()遍历EntrySetView中的元素

330             if (size == -1 || sizeModCount != m.modCount) {

331                 sizeModCount = m.modCount;

332                 size = 0;

333                 Iterator i = iterator();

334                 while (i.hasNext()) {

335                     size++;

336                     i.next();

337                 }

338             }

339             return size;

340         }

341 

342         // 判断EntrySetView是否为空

343         public boolean isEmpty() {

344             TreeMap.Entry<K,V> n = absLowest();

345             return n == null || tooHigh(n.key);

346         }

347 

348         // 判断EntrySetView是否包含Object

349         public boolean contains(Object o) {

350             if (!(o instanceof Map.Entry))

351                 return false;

352             Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

353             K key = entry.getKey();

354             if (!inRange(key))

355                 return false;

356             TreeMap.Entry node = m.getEntry(key);

357             return node != null &&

358                 valEquals(node.getValue(), entry.getValue());

359         }

360 

361         // 从EntrySetView中删除Object

362         public boolean remove(Object o) {

363             if (!(o instanceof Map.Entry))

364                 return false;

365             Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;

366             K key = entry.getKey();

367             if (!inRange(key))

368                 return false;

369             TreeMap.Entry<K,V> node = m.getEntry(key);

370             if (node!=null && valEquals(node.getValue(),entry.getValue())){

371                 m.deleteEntry(node);

372                 return true;

373             }

374             return false;

375         }

376     }

377 

378     // SubMap的迭代器

379     abstract class SubMapIterator<T> implements Iterator<T> {

380         // 上一次被返回的Entry

381         TreeMap.Entry<K,V> lastReturned;

382         // 指向下一个Entry

383         TreeMap.Entry<K,V> next;

384         // “栅栏key”。根据SubMap是“升序”还是“降序”具有不同的意义

385         final K fenceKey;

386         int expectedModCount;

387 

388         // 构造函数

389         SubMapIterator(TreeMap.Entry<K,V> first,

390                        TreeMap.Entry<K,V> fence) {

391             // 每创建一个SubMapIterator时,保存修改次数

392             // 若后面发现expectedModCount和modCount不相等,则抛出ConcurrentModificationException异常。

393             // 这就是所说的fast-fail机制的原理!

394             expectedModCount = m.modCount;

395             lastReturned = null;

396             next = first;

397             fenceKey = fence == null ? null : fence.key;

398         }

399 

400         // 是否存在下一个Entry

401         public final boolean hasNext() {

402             return next != null && next.key != fenceKey;

403         }

404 

405         // 返回下一个Entry

406         final TreeMap.Entry<K,V> nextEntry() {

407             TreeMap.Entry<K,V> e = next;

408             if (e == null || e.key == fenceKey)

409                 throw new NoSuchElementException();

410             if (m.modCount != expectedModCount)

411                 throw new ConcurrentModificationException();

412             // next指向e的后继节点

413             next = successor(e);

414     lastReturned = e;

415             return e;

416         }

417 

418         // 返回上一个Entry

419         final TreeMap.Entry<K,V> prevEntry() {

420             TreeMap.Entry<K,V> e = next;

421             if (e == null || e.key == fenceKey)

422                 throw new NoSuchElementException();

423             if (m.modCount != expectedModCount)

424                 throw new ConcurrentModificationException();

425             // next指向e的前继节点

426             next = predecessor(e);

427     lastReturned = e;

428             return e;

429         }

430 

431         // 删除当前节点(用于“升序的SubMap”)。

432         // 删除之后,可以继续升序遍历;红黑树特性没变。

433         final void removeAscending() {

434             if (lastReturned == null)

435                 throw new IllegalStateException();

436             if (m.modCount != expectedModCount)

437                 throw new ConcurrentModificationException();

438             // 这里重点强调一下“为什么当lastReturned的左右孩子都不为空时,要将其赋值给next”。

439             // 目的是为了“删除lastReturned节点之后,next节点指向的仍然是下一个节点”。

440             //     根据“红黑树”的特性可知:

441             //     当被删除节点有两个儿子时。那么,首先把“它的后继节点的内容”复制给“该节点的内容”;之后,删除“它的后继节点”。

442             //     这意味着“当被删除节点有两个儿子时,删除当前节点之后,'新的当前节点'实际上是‘原有的后继节点(即下一个节点)’”。

443             //     而此时next仍然指向"新的当前节点"。也就是说next是仍然是指向下一个节点;能继续遍历红黑树。

444             if (lastReturned.left != null && lastReturned.right != null)

445                 next = lastReturned;

446             m.deleteEntry(lastReturned);

447             lastReturned = null;

448             expectedModCount = m.modCount;

449         }

450 

451         // 删除当前节点(用于“降序的SubMap”)。

452         // 删除之后,可以继续降序遍历;红黑树特性没变。

453         final void removeDescending() {

454             if (lastReturned == null)

455                 throw new IllegalStateException();

456             if (m.modCount != expectedModCount)

457                 throw new ConcurrentModificationException();

458             m.deleteEntry(lastReturned);

459             lastReturned = null;

460             expectedModCount = m.modCount;

461         }

462 

463     }

464 

465     // SubMap的Entry迭代器,它只支持升序操作,继承于SubMapIterator

466     final class SubMapEntryIterator extends SubMapIterator<Map.Entry<K,V>> {

467         SubMapEntryIterator(TreeMap.Entry<K,V> first,

468                             TreeMap.Entry<K,V> fence) {

469             super(first, fence);

470         }

471         // 获取下一个节点(升序)

472         public Map.Entry<K,V> next() {

473             return nextEntry();

474         }

475         // 删除当前节点(升序)

476         public void remove() {

477             removeAscending();

478         }

479     }

480 

481     // SubMap的Key迭代器,它只支持升序操作,继承于SubMapIterator

482     final class SubMapKeyIterator extends SubMapIterator<K> {

483         SubMapKeyIterator(TreeMap.Entry<K,V> first,

484                           TreeMap.Entry<K,V> fence) {

485             super(first, fence);

486         }

487         // 获取下一个节点(升序)

488         public K next() {

489             return nextEntry().key;

490         }

491         // 删除当前节点(升序)

492         public void remove() {

493             removeAscending();

494         }

495     }

496 

497     // 降序SubMap的Entry迭代器,它只支持降序操作,继承于SubMapIterator

498     final class DescendingSubMapEntryIterator extends SubMapIterator<Map.Entry<K,V>> {

499         DescendingSubMapEntryIterator(TreeMap.Entry<K,V> last,

500                                       TreeMap.Entry<K,V> fence) {

501             super(last, fence);

502         }

503 

504         // 获取下一个节点(降序)

505         public Map.Entry<K,V> next() {

506             return prevEntry();

507         }

508         // 删除当前节点(降序)

509         public void remove() {

510             removeDescending();

511         }

512     }

513 

514     // 降序SubMap的Key迭代器,它只支持降序操作,继承于SubMapIterator

515     final class DescendingSubMapKeyIterator extends SubMapIterator<K> {

516         DescendingSubMapKeyIterator(TreeMap.Entry<K,V> last,

517                                     TreeMap.Entry<K,V> fence) {

518             super(last, fence);

519         }

520         // 获取下一个节点(降序)

521         public K next() {

522             return prevEntry().key;

523         }

524         // 删除当前节点(降序)

525         public void remove() {

526             removeDescending();

527         }

528     }

529 }
View Code

NavigableSubMap源码很多,但不难理解;读者可以通过源码和注释进行理解。

其实,读完NavigableSubMap的源码后,我们可以得出它的核心思想是:它是一个抽象集合类,为2个子类——"(升序)AscendingSubMap"和"(降序)DescendingSubMap"而服务;因为NavigableSubMap实现了许多公共API。它的最终目的是实现下面的一系列函数:

headMap(K toKey, boolean inclusive) 

headMap(K toKey)

subMap(K fromKey, K toKey)

subMap(K fromKey, boolean fromInclusive, K toKey, boolean toInclusive)

tailMap(K fromKey)

tailMap(K fromKey, boolean inclusive)

navigableKeySet() 

descendingKeySet()

 

第3.10部分 TreeMap其它函数

1 顺序遍历和逆序遍历

TreeMap的顺序遍历和逆序遍历原理非常简单。
由于TreeMap中的元素是从小到大的顺序排列的。因此,顺序遍历,就是从第一个元素开始,逐个向后遍历;而倒序遍历则恰恰相反,它是从最后一个元素开始,逐个往前遍历。

我们可以通过 keyIterator() 和 descendingKeyIterator()来说明!
keyIterator()的作用是返回顺序的KEY的集合,
descendingKeyIterator()的作用是返回逆序的KEY的集合。

keyIterator() 的代码如下:

Iterator<K> keyIterator() {

    return new KeyIterator(getFirstEntry());

}

说明:从中我们可以看出keyIterator() 是返回以“第一个节点(getFirstEntry)” 为其实元素的迭代器。
KeyIterator的代码如下:

final class KeyIterator extends PrivateEntryIterator<K> {

    KeyIterator(Entry<K,V> first) {

        super(first);

    }

    public K next() {

        return nextEntry().key;

    }

}

说明:KeyIterator继承于PrivateEntryIterator。当我们通过next()不断获取下一个元素的时候,就是执行的顺序遍历了。


descendingKeyIterator()的代码如下:

Iterator<K> descendingKeyIterator() {

    return new DescendingKeyIterator(getLastEntry());

}

说明:从中我们可以看出descendingKeyIterator() 是返回以“最后一个节点(getLastEntry)” 为其实元素的迭代器。
再看看DescendingKeyIterator的代码:

final class DescendingKeyIterator extends PrivateEntryIterator<K> {

    DescendingKeyIterator(Entry<K,V> first) {

        super(first);

    }

    public K next() {

        return prevEntry().key;

    }

}

说明:DescendingKeyIterator继承于PrivateEntryIterator。当我们通过next()不断获取下一个元素的时候,实际上调用的是prevEntry()获取的上一个节点,这样它实际上执行的是逆序遍历了。


至此,TreeMap的相关内容就全部介绍完毕了。若有错误或纰漏的地方,欢迎指正!

 

第4部分 TreeMap遍历方式

4.1 遍历TreeMap的键值对

第一步:根据entrySet()获取TreeMap的“键值对”的Set集合。
第二步:通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是TreeMap对象

// map中的key是String类型,value是Integer类型

Integer integ = null;

Iterator iter = map.entrySet().iterator();

while(iter.hasNext()) {

    Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();

    // 获取key

    key = (String)entry.getKey();

        // 获取value

    integ = (Integer)entry.getValue();

}

 

4.2 遍历TreeMap的键

第一步:根据keySet()获取TreeMap的“键”的Set集合。
第二步:通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是TreeMap对象

// map中的key是String类型,value是Integer类型

String key = null;

Integer integ = null;

Iterator iter = map.keySet().iterator();

while (iter.hasNext()) {

        // 获取key

    key = (String)iter.next();

        // 根据key,获取value

    integ = (Integer)map.get(key);

}

 

4.3 遍历TreeMap的值

第一步:根据value()获取TreeMap的“值”的集合。
第二步:通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是TreeMap对象

// map中的key是String类型,value是Integer类型

Integer value = null;

Collection c = map.values();

Iterator iter= c.iterator();

while (iter.hasNext()) {

    value = (Integer)iter.next();

}

TreeMap遍历测试程序如下:

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
  1 import java.util.Map;

  2 import java.util.Random;

  3 import java.util.Iterator;

  4 import java.util.TreeMap;

  5 import java.util.HashSet;

  6 import java.util.Map.Entry;

  7 import java.util.Collection;

  8 

  9 /*

 10  * @desc 遍历TreeMap的测试程序。

 11  *   (01) 通过entrySet()去遍历key、value,参考实现函数:

 12  *        iteratorTreeMapByEntryset()

 13  *   (02) 通过keySet()去遍历key、value,参考实现函数:

 14  *        iteratorTreeMapByKeyset()

 15  *   (03) 通过values()去遍历value,参考实现函数:

 16  *        iteratorTreeMapJustValues()

 17  *

 18  * @author skywang

 19  */

 20 public class TreeMapIteratorTest {

 21 

 22     public static void main(String[] args) {

 23         int val = 0;

 24         String key = null;

 25         Integer value = null;

 26         Random r = new Random();

 27         TreeMap map = new TreeMap();

 28 

 29         for (int i=0; i<12; i++) {

 30             // 随机获取一个[0,100)之间的数字

 31             val = r.nextInt(100);

 32             

 33             key = String.valueOf(val);

 34             value = r.nextInt(5);

 35             // 添加到TreeMap中

 36             map.put(key, value);

 37             System.out.println(" key:"+key+" value:"+value);

 38         }

 39         // 通过entrySet()遍历TreeMap的key-value

 40         iteratorTreeMapByEntryset(map) ;

 41         

 42         // 通过keySet()遍历TreeMap的key-value

 43         iteratorTreeMapByKeyset(map) ;

 44         

 45         // 单单遍历TreeMap的value

 46         iteratorTreeMapJustValues(map);        

 47     }

 48     

 49     /*

 50      * 通过entry set遍历TreeMap

 51      * 效率高!

 52      */

 53     private static void iteratorTreeMapByEntryset(TreeMap map) {

 54         if (map == null)

 55             return ;

 56 

 57         System.out.println("\niterator TreeMap By entryset");

 58         String key = null;

 59         Integer integ = null;

 60         Iterator iter = map.entrySet().iterator();

 61         while(iter.hasNext()) {

 62             Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();

 63             

 64             key = (String)entry.getKey();

 65             integ = (Integer)entry.getValue();

 66             System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());

 67         }

 68     }

 69 

 70     /*

 71      * 通过keyset来遍历TreeMap

 72      * 效率低!

 73      */

 74     private static void iteratorTreeMapByKeyset(TreeMap map) {

 75         if (map == null)

 76             return ;

 77 

 78         System.out.println("\niterator TreeMap By keyset");

 79         String key = null;

 80         Integer integ = null;

 81         Iterator iter = map.keySet().iterator();

 82         while (iter.hasNext()) {

 83             key = (String)iter.next();

 84             integ = (Integer)map.get(key);

 85             System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());

 86         }

 87     }

 88     

 89 

 90     /*

 91      * 遍历TreeMap的values

 92      */

 93     private static void iteratorTreeMapJustValues(TreeMap map) {

 94         if (map == null)

 95             return ;

 96         

 97         Collection c = map.values();

 98         Iterator iter= c.iterator();

 99         while (iter.hasNext()) {

100             System.out.println(iter.next());

101        }

102     }

103 }
View Code

   

第5部分 TreeMap示例

下面通过实例来学习如何使用TreeMap

Java 集合系列12之 TreeMap详细介绍(源码解析)和使用示例
  1 import java.util.*;

  2 

  3 /**

  4  * @desc TreeMap测试程序 

  5  *

  6  * @author skywang

  7  */

  8 public class TreeMapTest  {

  9 

 10     public static void main(String[] args) {

 11         // 测试常用的API

 12         testTreeMapOridinaryAPIs();

 13 

 14         // 测试TreeMap的导航函数

 15         //testNavigableMapAPIs();

 16 

 17         // 测试TreeMap的子Map函数

 18         //testSubMapAPIs();

 19     }

 20 

 21     /**

 22      * 测试常用的API

 23      */

 24     private static void testTreeMapOridinaryAPIs() {

 25         // 初始化随机种子

 26         Random r = new Random();

 27         // 新建TreeMap

 28         TreeMap tmap = new TreeMap();

 29         // 添加操作

 30         tmap.put("one", r.nextInt(10));

 31         tmap.put("two", r.nextInt(10));

 32         tmap.put("three", r.nextInt(10));

 33 

 34         System.out.printf("\n ---- testTreeMapOridinaryAPIs ----\n");

 35         // 打印出TreeMap

 36         System.out.printf("%s\n",tmap );

 37 

 38         // 通过Iterator遍历key-value

 39         Iterator iter = tmap.entrySet().iterator();

 40         while(iter.hasNext()) {

 41             Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();

 42             System.out.printf("next : %s - %s\n", entry.getKey(), entry.getValue());

 43         }

 44 

 45         // TreeMap的键值对个数        

 46         System.out.printf("size: %s\n", tmap.size());

 47 

 48         // containsKey(Object key) :是否包含键key

 49         System.out.printf("contains key two : %s\n",tmap.containsKey("two"));

 50         System.out.printf("contains key five : %s\n",tmap.containsKey("five"));

 51 

 52         // containsValue(Object value) :是否包含值value

 53         System.out.printf("contains value 0 : %s\n",tmap.containsValue(new Integer(0)));

 54 

 55         // remove(Object key) : 删除键key对应的键值对

 56         tmap.remove("three");

 57 

 58         System.out.printf("tmap:%s\n",tmap );

 59 

 60         // clear() : 清空TreeMap

 61         tmap.clear();

 62 

 63         // isEmpty() : TreeMap是否为空

 64         System.out.printf("%s\n", (tmap.isEmpty()?"tmap is empty":"tmap is not empty") );

 65     }

 66 

 67 

 68     /**

 69      * 测试TreeMap的子Map函数

 70      */

 71     public static void testSubMapAPIs() {

 72         // 新建TreeMap

 73         TreeMap tmap = new TreeMap();

 74         // 添加“键值对”

 75         tmap.put("a", 101);

 76         tmap.put("b", 102);

 77         tmap.put("c", 103);

 78         tmap.put("d", 104);

 79         tmap.put("e", 105);

 80 

 81         System.out.printf("\n ---- testSubMapAPIs ----\n");

 82         // 打印出TreeMap

 83         System.out.printf("tmap:\n\t%s\n", tmap);

 84 

 85         // 测试 headMap(K toKey)

 86         System.out.printf("tmap.headMap(\"c\"):\n\t%s\n", tmap.headMap("c"));

 87         // 测试 headMap(K toKey, boolean inclusive) 

 88         System.out.printf("tmap.headMap(\"c\", true):\n\t%s\n", tmap.headMap("c", true));

 89         System.out.printf("tmap.headMap(\"c\", false):\n\t%s\n", tmap.headMap("c", false));

 90 

 91         // 测试 tailMap(K fromKey)

 92         System.out.printf("tmap.tailMap(\"c\"):\n\t%s\n", tmap.tailMap("c"));

 93         // 测试 tailMap(K fromKey, boolean inclusive)

 94         System.out.printf("tmap.tailMap(\"c\", true):\n\t%s\n", tmap.tailMap("c", true));

 95         System.out.printf("tmap.tailMap(\"c\", false):\n\t%s\n", tmap.tailMap("c", false));

 96    

 97         // 测试 subMap(K fromKey, K toKey)

 98         System.out.printf("tmap.subMap(\"a\", \"c\"):\n\t%s\n", tmap.subMap("a", "c"));

 99         // 测试 

100         System.out.printf("tmap.subMap(\"a\", true, \"c\", true):\n\t%s\n", 

101                 tmap.subMap("a", true, "c", true));

102         System.out.printf("tmap.subMap(\"a\", true, \"c\", false):\n\t%s\n", 

103                 tmap.subMap("a", true, "c", false));

104         System.out.printf("tmap.subMap(\"a\", false, \"c\", true):\n\t%s\n", 

105                 tmap.subMap("a", false, "c", true));

106         System.out.printf("tmap.subMap(\"a\", false, \"c\", false):\n\t%s\n", 

107                 tmap.subMap("a", false, "c", false));

108 

109         // 测试 navigableKeySet()

110         System.out.printf("tmap.navigableKeySet():\n\t%s\n", tmap.navigableKeySet());

111         // 测试 descendingKeySet()

112         System.out.printf("tmap.descendingKeySet():\n\t%s\n", tmap.descendingKeySet());

113     }

114 

115     /**

116      * 测试TreeMap的导航函数

117      */

118     public static void testNavigableMapAPIs() {

119         // 新建TreeMap

120         NavigableMap nav = new TreeMap();

121         // 添加“键值对”

122         nav.put("aaa", 111);

123         nav.put("bbb", 222);

124         nav.put("eee", 333);

125         nav.put("ccc", 555);

126         nav.put("ddd", 444);

127 

128         System.out.printf("\n ---- testNavigableMapAPIs ----\n");

129         // 打印出TreeMap

130         System.out.printf("Whole list:%s%n", nav);

131 

132         // 获取第一个key、第一个Entry

133         System.out.printf("First key: %s\tFirst entry: %s%n",nav.firstKey(), nav.firstEntry());

134 

135         // 获取最后一个key、最后一个Entry

136         System.out.printf("Last key: %s\tLast entry: %s%n",nav.lastKey(), nav.lastEntry());

137 

138         // 获取“小于/等于bbb”的最大键值对

139         System.out.printf("Key floor before bbb: %s%n",nav.floorKey("bbb"));

140 

141         // 获取“小于bbb”的最大键值对

142         System.out.printf("Key lower before bbb: %s%n", nav.lowerKey("bbb"));

143 

144         // 获取“大于/等于bbb”的最小键值对

145         System.out.printf("Key ceiling after ccc: %s%n",nav.ceilingKey("ccc"));

146 

147         // 获取“大于bbb”的最小键值对

148         System.out.printf("Key higher after ccc: %s%n\n",nav.higherKey("ccc"));

149     }

150 

151 }
View Code

运行结果

{one=8, three=4, two=2}

next : one - 8

next : three - 4

next : two - 2

size: 3

contains key two : true

contains key five : false

contains value 0 : false

tmap:{one=8, two=2}

tmap is empty

 

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