Java集合--TreeSet详细解析

目录

1.构造函数

2.增

3.删

4.比较器

总结

谈到TreeSet的特点，估计大家脑海里想到的都是：有序，不可重复，红黑树，基于Treemap实现，自定义排序等特点。这篇博客帮助大家从源码梳理下TreeSet的知识点。

1.构造函数

TreeSet提供了四种构造器

TreeSet()

TreeSet(Collection< ? extends E> c)

TreeSet(Comparator< ? super E> comparator)

TreeSet(SortedSet< E > s)

四种构造器在底层都调用了同一个方法。以无参构造函数为例。[1]处的this方法最终调用的是[2]的方法，其中四个构造器的传参都被TreeMap封装了一层。

publicTreeSet(){this(newTreeMap());//[1]}    TreeSet(NavigableMap m) {//[2]this.m = m;    }

2.增

TreeSet在添加元素时，会把元素放入TreeMap中的key上来确保元素的唯一性，并让其value指向一个空对象。TreeSet#add()方法会调用TreeMap#put()方法添加元素，添加元素时，从树的根节点开始遍历直到找到新增元素的parent节点，添加进去。通过TreeMap的源码可以看出维护的是一个红黑树数据结构。

PS:由于TreeSet的实例化时都会调用TreeMap的无参构造函数，此时

TreeMap#comparator=null;

privatestaticfinalObject PRESENT =newObject();publicbooleanadd(E e){returnm.put(e, PRESENT)==null;    }publicbooleanaddAll(Collection c){// Use linear-time version if applicableif(m.size()==0&& c.size() >0&&            cinstanceofSortedSet &&//是否是SortedSet类或其子类minstanceofTreeMap) {            SortedSet set = (SortedSet) c;            TreeMap map = (TreeMap) m;            Comparator cc = set.comparator();            Comparator mc = map.comparator();if(cc==mc || (cc !=null&& cc.equals(mc))) {//[3]map.addAllForTreeSet(set, PRESENT);returntrue;            }        }returnsuper.addAll(c);// 不是SortedSet子类，就是Collection子类}

3.删

TreeSet中提供了两个和删除相关的方法。

TreeSet#clear()复用了TreeMap#clear()方法，把root节点置为null,size置为0；

通过TreeSet#remove()移除特定元素时，TreeSet首先先遍历出该元素，然后将红黑树中的元素置为null，重新平衡红黑树。

publicbooleanremove(Object o){returnm.remove(o)==PRESENT;    }publicvoidclear(){        m.clear();    }/**

    * Delete node p, and then rebalance the tree.

    */privatevoiddeleteEntry(Entry p){        modCount++;        size--;// If strictly internal, copy successor's element to p and then make p// point to successor.if(p.left !=null&& p.right !=null) {            Entry s = successor(p);            p.key = s.key;            p.value = s.value;            p = s;        }// p has 2 children// Start fixup at replacement node, if it exists.Entry replacement = (p.left !=null? p.left : p.right);if(replacement !=null) {// Link replacement to parentreplacement.parent = p.parent;if(p.parent ==null)                root = replacement;elseif(p == p.parent.left)                p.parent.left  = replacement;elsep.parent.right = replacement;// Null out links so they are OK to use by fixAfterDeletion.p.left = p.right = p.parent =null;// Fix replacementif(p.color == BLACK)                fixAfterDeletion(replacement);        }elseif(p.parent ==null) {// return if we are the only node.root =null;        }else{//  No children. Use self as phantom replacement and unlink.if(p.color == BLACK)                fixAfterDeletion(p);if(p.parent !=null) {if(p == p.parent.left)                    p.parent.left =null;elseif(p == p.parent.right)                    p.parent.right =null;                p.parent =null;            }        }    }

4.比较器

TreeSet中有两种排序，一个是自然排序，一个是重写compareTo()方法自定义排序。

自然排序可以参考Integer，String等类中的实现。其顺序也是我们常见的“1,2,3,4”，“a,b,c,d”。假如我们想让Student对象中String类型的字段倒序输出呢

@DatapublicclassStudentimplementsComparable{    String name;/**    * 这里的参数o,其实是TreeMap中维护的根节点    *@paramo    *@return*/@OverridepublicintcompareTo(Student o){        System.out.println("name:"+name+",参数:"+o.getName());inti =this.name.compareTo(o.getName());returni==0?0:-i;    }}publicstaticvoidmain(String[] args){        Set set =newTreeSet<>();        Student a =newStudent();        a.setName("a");        Student b =newStudent();        b.setName("b");        Student c =newStudent();        c.setName("c");        Student d =newStudent();        d.setName("d");        Student e =newStudent();        e.setName("e");        Student f =newStudent();        f.setName("f");        set.add(a);        set.add(c);        set.add(e);        set.add(b);        set.add(d);        set.add(f);for(Student str: set) {            System.out.print(str.getName());        }    }

其结果如下：

打印的日志可以看出，每次插入新的元素，都会从根节点开始遍历比较。当然TreeSet中也提供了我们倒序输出的方法。有兴趣可以自己试验下。

descendingSet()

descendingIterator()

总结

TreeSet是通过TreeMap实现的一个有序的、不可重复的集合，底层维护的是红黑树结构。当TreeSet的泛型对象不是java的基本类型的包装类时，对象需要重写Comparable#compareTo()方法