python treemap_使用TreeMap
我们已经知道，HashMap是一种以空间换时间的映射表，它的实现原理决定了内部的Key是无序的，即遍历HashMap的Key时，其顺序是不可预测的(但每个Key都会遍历一次且仅遍历一次)。
还有一种Map，它在内部会对Key进行排序，这种Map就是SortedMap。注意到SortedMap是接口，它的实现类是TreeMap。
┌───┐
│Map│
└───┘
▲
┌────┴─────┐
│ │
┌───────┐ ┌─────────┐
│HashMap│ │SortedMap│
└───────┘ └─────────┘
▲
│
┌─────────┐
│ TreeMap │
└─────────┘
SortedMap保证遍历时以Key的顺序来进行排序。例如，放入的Key是"apple"、"pear"、"orange"，遍历的顺序一定是"apple"、"orange"、"pear"，因为String默认按字母排序：
import java.util.*;
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map map = new TreeMap<>();
map.put("orange", 1);
map.put("apple", 2);
map.put("pear", 3);
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println(key);
}
// apple, orange, pear
}
}
使用TreeMap时，放入的Key必须实现Comparable接口。String、Integer这些类已经实现了Comparable接口，因此可以直接作为Key使用。作为Value的对象则没有任何要求。
如果作为Key的class没有实现Comparable接口，那么，必须在创建TreeMap时同时指定一个自定义排序算法：
import java.util.*;
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map map = new TreeMap<>(new Comparator() {
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p1.name.compareTo(p2.name);
}
});
map.put(new Person("Tom"), 1);
map.put(new Person("Bob"), 2);
map.put(new Person("Lily"), 3);
for (Person key : map.keySet()) {
System.out.println(key);
}
// {Person: Bob}, {Person: Lily}, {Person: Tom}
System.out.println(map.get(new Person("Bob"))); // 2
}
}
class Person {
public String name;
Person(String name) {
this.name = name;
}
public String toString() {
return "{Person: " + name + "}";
}
}
注意到Comparator接口要求实现一个比较方法，它负责比较传入的两个元素a和b，如果ab，则返回正数，通常是1。TreeMap内部根据比较结果对Key进行排序。
从上述代码执行结果可知，打印的Key确实是按照Comparator定义的顺序排序的。如果要根据Key查找Value，我们可以传入一个new Person("Bob")作为Key，它会返回对应的Integer值2。
另外，注意到Person类并未覆写equals()和hashCode()，因为TreeMap不使用equals()和hashCode()。
我们来看一个稍微复杂的例子：这次我们定义了Student类，并用分数score进行排序，高分在前：
import java.util.*;
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map map = new TreeMap<>(new Comparator() {
public int compare(Student p1, Student p2) {
return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}
});
map.put(new Student("Tom", 77), 1);
map.put(new Student("Bob", 66), 2);
map.put(new Student("Lily", 99), 3);
for (Student key : map.keySet()) {
System.out.println(key);
}
System.out.println(map.get(new Student("Bob", 66))); // null?
}
}
class Student {
public String name;
public int score;
Student(String name, int score) {
this.name = name;
this.score = score;
}
public String toString() {
return String.format("{%s: score=%d}", name, score);
}
}
在for循环中，我们确实得到了正确的顺序。但是，且慢！根据相同的Key：new Student("Bob", 66)进行查找时，结果为null！
这是怎么肥四？难道TreeMap有问题？遇到TreeMap工作不正常时，我们首先回顾Java编程基本规则：出现问题，不要怀疑Java标准库，要从自身代码找原因。
在这个例子中，TreeMap出现问题，原因其实出在这个Comparator上：
public int compare(Student p1, Student p2) {
return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}
在p1.score和p2.score不相等的时候，它的返回值是正确的，但是，在p1.score和p2.score相等的时候，它并没有返回0！这就是为什么TreeMap工作不正常的原因：TreeMap在比较两个Key是否相等时，依赖Key的compareTo()方法或者Comparator.compare()方法。在两个Key相等时，必须返回0。因此，修改代码如下：
public int compare(Student p1, Student p2) {
if (p1.score == p2.score) {
return 0;
}
return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}
或者直接借助Integer.compare(int, int)也可以返回正确的比较结果。
小结
SortedMap在遍历时严格按照Key的顺序遍历，最常用的实现类是TreeMap；
作为SortedMap的Key必须实现Comparable接口，或者传入Comparator；
要严格按照compare()规范实现比较逻辑，否则，TreeMap将不能正常工作。