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TreeSet簡介
TreeSet 是一個有序的集合,它的作用是提供有序的Set集合。它繼承於AbstractSet抽象類,實現了NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable接口。
TreeSet 繼承於AbstractSet,所以它是一個Set集合,具有Set的屬性和方法。
TreeSet 實現了NavigableSet接口,意味着它支持一系列的導航方法。比如查找與指定目標最匹配項。
TreeSet 實現了Cloneable接口,意味着它能被克隆。
TreeSet 實現了java.io.Serializable接口,意味着它支持序列化。
TreeSet是基於TreeMap實現的。TreeSet中的元素支持2種排序方式:自然排序 或者 根據創建TreeSet 時提供的 Comparator 進行排序。這取決於使用的構造方法。
TreeSet爲基本操作(add、remove 和 contains)提供受保證的 log(n) 時間開銷。
另外,TreeSet是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的。
說明:
(01) TreeSet是有序的Set集合,因此支持add、remove、get等方法。
(02) 和NavigableSet一樣,TreeSet的導航方法大致可以區分爲兩類,一類時提供元素項的導航方法,返回某個元素;另一類時提供集合的導航方法,返回某個集合。
lower、floor、ceiling 和 higher 分別返回小於、小於等於、大於等於、大於給定元素的元素,如果不存在這樣的元素,則返回 null。
- public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
- implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
- {
- // NavigableMap對象
- private transient NavigableMap<E,Object> m;
- // TreeSet是通過TreeMap實現的,
- // PRESENT是鍵-值對中的值。
- private static final Object PRESENT = new Object();
- // 不帶參數的構造函數。創建一個空的TreeMap
- public TreeSet() {
- this(new TreeMap<E,Object>());
- }
- // 將TreeMap賦值給 "NavigableMap對象m"
- TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
- this.m = m;
- }
- // 帶比較器的構造函數。
- public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
- this(new TreeMap<E,Object>(comparator));
- }
- // 創建TreeSet,並將集合c中的全部元素都添加到TreeSet中
- public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
- this();
- // 將集合c中的元素全部添加到TreeSet中
- addAll(c);
- }
- // 創建TreeSet,並將s中的全部元素都添加到TreeSet中
- public TreeSet(SortedSet<E> s) {
- this(s.comparator());
- addAll(s);
- }
- // 返回TreeSet的順序排列的迭代器。
- // 因爲TreeSet時TreeMap實現的,所以這裏實際上時返回TreeMap的“鍵集”對應的迭代器
- public Iterator<E> iterator() {
- return m.navigableKeySet().iterator();
- }
- // 返回TreeSet的逆序排列的迭代器。
- // 因爲TreeSet時TreeMap實現的,所以這裏實際上時返回TreeMap的“鍵集”對應的迭代器
- public Iterator<E> descendingIterator() {
- return m.descendingKeySet().iterator();
- }
- // 返回TreeSet的大小
- public int size() {
- return m.size();
- }
- // 返回TreeSet是否爲空
- public boolean isEmpty() {
- return m.isEmpty();
- }
- // 返回TreeSet是否包含對象(o)
- public boolean contains(Object o) {
- return m.containsKey(o);
- }
- // 添加e到TreeSet中
- public boolean add(E e) {
- return m.put(e, PRESENT)==null;
- }
- // 刪除TreeSet中的對象o
- public boolean remove(Object o) {
- return m.remove(o)==PRESENT;
- }
- // 清空TreeSet
- public void clear() {
- m.clear();
- }
- // 將集合c中的全部元素添加到TreeSet中
- public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
- // Use linear-time version if applicable
- if (m.size()==0 && c.size() > 0 &&
- c instanceof SortedSet &&
- m instanceof TreeMap) {
- SortedSet<? extends E> set = (SortedSet<? extends E>) c;
- TreeMap<E,Object> map = (TreeMap<E, Object>) m;
- Comparator<? super E> cc = (Comparator<? super E>) set.comparator();
- Comparator<? super E> mc = map.comparator();
- if (cc==mc || (cc != null && cc.equals(mc))) {
- map.addAllForTreeSet(set, PRESENT);
- return true;
- }
- }
- return super.addAll(c);
- }
- // 返回子Set,實際上是通過TreeMap的subMap()實現的。
- public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
- E toElement, boolean toInclusive) {
- return new TreeSet<E>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
- toElement, toInclusive));
- }
- // 返回Set的頭部,範圍是:從頭部到toElement。
- // inclusive是是否包含toElement的標誌
- public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) {
- return new TreeSet<E>(m.headMap(toElement, inclusive));
- }
- // 返回Set的尾部,範圍是:從fromElement到結尾。
- // inclusive是是否包含fromElement的標誌
- public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {
- return new TreeSet<E>(m.tailMap(fromElement, inclusive));
- }
- // 返回子Set。範圍是:從fromElement(包括)到toElement(不包括)。
- public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {
- return subSet(fromElement, true, toElement, false);
- }
- // 返回Set的頭部,範圍是:從頭部到toElement(不包括)。
- public SortedSet<E> headSet(E toElement) {
- return headSet(toElement, false);
- }
- // 返回Set的尾部,範圍是:從fromElement到結尾(不包括)。
- public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {
- return tailSet(fromElement, true);
- }
- // 返回Set的比較器
- public Comparator<? super E> comparator() {
- return m.comparator();
- }
- // 返回Set的第一個元素
- public E first() {
- return m.firstKey();
- }
- // 返回Set的最後一個元素
- public E first() {
- public E last() {
- return m.lastKey();
- }
- // 返回Set中小於e的最大元素
- public E lower(E e) {
- return m.lowerKey(e);
- }
- // 返回Set中小於/等於e的最大元素
- public E floor(E e) {
- return m.floorKey(e);
- }
- // 返回Set中大於/等於e的最小元素
- public E ceiling(E e) {
- return m.ceilingKey(e);
- }
- // 返回Set中大於e的最小元素
- public E higher(E e) {
- return m.higherKey(e);
- }
- // 獲取第一個元素,並將該元素從TreeMap中刪除。
- public E pollFirst() {
- Map.Entry<E,?> e = m.pollFirstEntry();
- return (e == null)? null : e.getKey();
- }
- // 獲取最後一個元素,並將該元素從TreeMap中刪除。
- public E pollLast() {
- Map.Entry<E,?> e = m.pollLastEntry();
- return (e == null)? null : e.getKey();
- }
- // 克隆一個TreeSet,並返回Object對象
- public Object clone() {
- TreeSet<E> clone = null;
- try {
- clone = (TreeSet<E>) super.clone();
- } catch (CloneNotSupportedException e) {
- throw new InternalError();
- }
- clone.m = new TreeMap<E,Object>(m);
- return clone;
- }
- // java.io.Serializable的寫入函數
- // 將TreeSet的“比較器、容量,所有的元素值”都寫入到輸出流中
- private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
- throws java.io.IOException {
- s.defaultWriteObject();
- // 寫入比較器
- s.writeObject(m.comparator());
- // 寫入容量
- s.writeInt(m.size());
- // 寫入“TreeSet中的每一個元素”
- for (Iterator i=m.keySet().iterator(); i.hasNext(); )
- s.writeObject(i.next());
- }
- // java.io.Serializable的讀取函數:根據寫入方式讀出
- // 先將TreeSet的“比較器、容量、所有的元素值”依次讀出
- private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
- throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
- // Read in any hidden stuff
- s.defaultReadObject();
- // 從輸入流中讀取TreeSet的“比較器”
- Comparator<? super E> c = (Comparator<? super E>) s.readObject();
- TreeMap<E,Object> tm;
- if (c==null)
- tm = new TreeMap<E,Object>();
- else
- tm = new TreeMap<E,Object>(c);
- m = tm;
- // 從輸入流中讀取TreeSet的“容量”
- int size = s.readInt();
- // 從輸入流中讀取TreeSet的“全部元素”
- tm.readTreeSet(size, s, PRESENT);
- }
- // TreeSet的序列版本號
- private static final long serialVersionUID = -2479143000061671589L;
- }
總結:
(01) TreeSet實際上是TreeMap實現的。當我們構造TreeSet時;若使用不帶參數的構造函數,則TreeSet的使用自然比較器;若用戶需要使用自定義的比較器,則需要使用帶比較器的參數。
(02) TreeSet是非線程安全的。
(03) TreeSet實現java.io.Serializable的方式。當寫入到輸出流時,依次寫入“比較器、容量、全部元素”;當讀出輸入流時,再依次讀取。
3.1 Iterator順序遍歷
- for(Iterator iter = set.iterator(); iter.hasNext(); ) {
- iter.next();
- }
3.2 Iterator順序遍歷
- // 假設set是TreeSet對象
- for(Iterator iter = set.descendingIterator(); iter.hasNext(); ) {
- iter.next();
- }
3.3 for-each遍歷HashSet
- // 假設set是TreeSet對象,並且set中元素是String類型
- String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);
- for (String str:arr)
- System.out.printf("for each : %s\n", str);
TreeSet不支持快速隨機遍歷,只能通過迭代器進行遍歷。