JAVA8 TreeMap学习笔记

TreeMap

TreeMap集合是基于红黑树（Red-Black tree）的 NavigableMap实现。该集合最重要的特点就是可排序，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。这句话是什么意思呢？就是说TreeMap可以对添加进来的元素进行排序，可以按照默认的排序方式，也可以自己指定排序方式

【知识点】

• TreeMap基于红黑树实现无容量限制；
• TreeMap是非线程安全的；

类名及类成员变量

public class TreeMap
extends AbstractMap
implements NavigableMap, Cloneable, java.io.Serializable
{
// 比较器对象
private final Comparator comparator;

// 根节点
private transient Entry root;

// 集合大小
private transient int size = 0;

// 树结构被修改的次数
private transient int modCount = 0;

// 静态内部类用来表示节点类型
static final class Entry implements Map.Entry {
K key; // 键
V value; // 值
Entry left; // 指向左子树的引用（指针）
Entry right; // 指向右子树的引用（指针）
Entry parent; // 指向父节点的引用（指针）
boolean color = BLACK; //
}
}

类构造方法

public TreeMap() { // 1,无参构造方法
comparator = null; // 默认比较机制
}

public TreeMap(Comparator comparator) { // 2，自定义比较器的构造方法
this.comparator = comparator;
}

public TreeMap(Map m) { // 3，构造已知Map对象为TreeMap
comparator = null; // 默认比较机制
putAll(m);
}

public TreeMap(SortedMap m) { // 4，构造已知的SortedMap对象为TreeMap
comparator = m.comparator(); // 使用已知对象的构造器
try {
buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);
} catch (java.io.IOException cannotHappen) {
} catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
}
}

• put(K key, V value)

public V put(K key, V value) {
Entry t = root; // 获取根节点

// 如果根节点为空，则该元素置为根节点
if (t == null) {
compare(key, key); // type (and possibly null) check

root = new Entry<>(key, value, null);
size = 1; // 集合大小为1
modCount++; // 结构修改次数自增
return null;
}

int cmp;
Entry parent;
Comparator cpr = comparator; // 比较器对象

// 如果比较器对象不为空，也就是自定义了比较器
if (cpr != null) {
do { // 循环比较并确定元素应插入的位置(也就是找到该元素的父节点)
parent = t; // t就是root

// 调用比较器对象的compare()方法，该方法返回一个整数
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp < 0) // 待插入元素的key"小于"当前位置元素的key，则查询左子树
t = t.left;
else if (cmp > 0) // 待插入元素的key"大于"当前位置元素的key，则查询右子树
t = t.right;
else // "相等"则替换其value。
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}

// 如果比较器对象为空，使用默认的比较机制
else {
if (key == null)
throw new NullPointerException();
@SuppressWarnings("unchecked")
Comparable k = (Comparable) key; // 取出比较器对象
do { // 同样是循环比较并确定元素应插入的位置(也就是找到该元素的父节点)
parent = t;
cmp = k.compareTo(t.key); // 同样调用比较方法并返回一个整数
if (cmp < 0) // 待插入元素的key"小于"当前位置元素的key，则查询左子树
t = t.left;
else if (cmp > 0) // 待插入元素的key"大于"当前位置元素的key，则查询右子树
t = t.right;
else // "相等"则替换其value。
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}

Entry e = new Entry<>(key, value, parent); // 根据key找到父节点后新建一个节点
if (cmp < 0) // 根据比较的结果来确定放在左子树还是右子树
parent.left = e;
else
parent.right = e;
fixAfterInsertion(e);
size++; // 集合大小+1
modCount++; // 集合结构被修改次数+1
return null;
}

自定义比较器

1. key为String类型，因为String实现了Comparable接口，所以按照String类中的compareTo方法进行排序；
2. TreeMap的key实现Comparable接口并实现compareTo方法；

public class User implements Comparable{
private String username;
private int age;

public User(String username, int age) {
this.username = username;
this.age = age;
}

@Override
public String toString() {
return "User [username=" + username + ", age=" + age + "]";
}
@Override
public int compareTo(User user) {
int temp = this.age - user.age;
return temp == 0 ? this.username.compareTo(user.username) : temp;
}
}

3. 使用TreeMap的构造方法传递比较器

Map map = new TreeMap<>(new TreeMapComparator());

4. 使用匿名内部类的形式来写比较器

Map map = new TreeMap<>(new Comparator() {

@Override
public int compare(User3 o1, User3 o2) {
int temp = o1.getAge() - o2.getAge();
return temp == 0 ? o1.getUsername().compareTo(o2.getUsername()) : temp;
}
});

参考资料

https://www.jianshu.com/p/69f11fc9ea38