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TreeSet简介
TreeSet 是一个有序的集合,它的作用是提供有序的Set集合。它继承于AbstractSet抽象类,实现了NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable接口。
TreeSet 继承于AbstractSet,所以它是一个Set集合,具有Set的属性和方法。
TreeSet 实现了NavigableSet接口,意味着它支持一系列的导航方法。比如查找与指定目标最匹配项。
TreeSet 实现了Cloneable接口,意味着它能被克隆。
TreeSet 实现了java.io.Serializable接口,意味着它支持序列化。
TreeSet是基于TreeMap实现的。TreeSet中的元素支持2种排序方式:自然排序 或者 根据创建TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序。这取决于使用的构造方法。
TreeSet为基本操作(add、remove 和 contains)提供受保证的 log(n) 时间开销。
另外,TreeSet是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的。
说明:
(01) TreeSet是有序的Set集合,因此支持add、remove、get等方法。
(02) 和NavigableSet一样,TreeSet的导航方法大致可以区分为两类,一类时提供元素项的导航方法,返回某个元素;另一类时提供集合的导航方法,返回某个集合。
lower、floor、ceiling 和 higher 分别返回小于、小于等于、大于等于、大于给定元素的元素,如果不存在这样的元素,则返回 null。
- public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
- implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
- {
- // NavigableMap对象
- private transient NavigableMap<E,Object> m;
- // TreeSet是通过TreeMap实现的,
- // PRESENT是键-值对中的值。
- private static final Object PRESENT = new Object();
- // 不带参数的构造函数。创建一个空的TreeMap
- public TreeSet() {
- this(new TreeMap<E,Object>());
- }
- // 将TreeMap赋值给 "NavigableMap对象m"
- TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
- this.m = m;
- }
- // 带比较器的构造函数。
- public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
- this(new TreeMap<E,Object>(comparator));
- }
- // 创建TreeSet,并将集合c中的全部元素都添加到TreeSet中
- public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
- this();
- // 将集合c中的元素全部添加到TreeSet中
- addAll(c);
- }
- // 创建TreeSet,并将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的顺序排列的迭代器。
- // 因为TreeSet时TreeMap实现的,所以这里实际上时返回TreeMap的“键集”对应的迭代器
- public Iterator<E> iterator() {
- return m.navigableKeySet().iterator();
- }
- // 返回TreeSet的逆序排列的迭代器。
- // 因为TreeSet时TreeMap实现的,所以这里实际上时返回TreeMap的“键集”对应的迭代器
- public Iterator<E> descendingIterator() {
- return m.descendingKeySet().iterator();
- }
- // 返回TreeSet的大小
- public int size() {
- return m.size();
- }
- // 返回TreeSet是否为空
- public boolean isEmpty() {
- return m.isEmpty();
- }
- // 返回TreeSet是否包含对象(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;
- }
- // 删除TreeSet中的对象o
- public boolean remove(Object o) {
- return m.remove(o)==PRESENT;
- }
- // 清空TreeSet
- public void clear() {
- m.clear();
- }
- // 将集合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,实际上是通过TreeMap的subMap()实现的。
- 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的头部,范围是:从头部到toElement。
- // inclusive是是否包含toElement的标志
- public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) {
- return new TreeSet<E>(m.headMap(toElement, inclusive));
- }
- // 返回Set的尾部,范围是:从fromElement到结尾。
- // inclusive是是否包含fromElement的标志
- public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {
- return new TreeSet<E>(m.tailMap(fromElement, inclusive));
- }
- // 返回子Set。范围是:从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的头部,范围是:从头部到toElement(不包括)。
- public SortedSet<E> headSet(E toElement) {
- return headSet(toElement, false);
- }
- // 返回Set的尾部,范围是:从fromElement到结尾(不包括)。
- public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {
- return tailSet(fromElement, true);
- }
- // 返回Set的比较器
- public Comparator<? super E> comparator() {
- return m.comparator();
- }
- // 返回Set的第一个元素
- public E first() {
- return m.firstKey();
- }
- // 返回Set的最后一个元素
- public E first() {
- public E last() {
- return m.lastKey();
- }
- // 返回Set中小于e的最大元素
- public E lower(E e) {
- return m.lowerKey(e);
- }
- // 返回Set中小于/等于e的最大元素
- public E floor(E e) {
- return m.floorKey(e);
- }
- // 返回Set中大于/等于e的最小元素
- public E ceiling(E e) {
- return m.ceilingKey(e);
- }
- // 返回Set中大于e的最小元素
- public E higher(E e) {
- return m.higherKey(e);
- }
- // 获取第一个元素,并将该元素从TreeMap中删除。
- public E pollFirst() {
- Map.Entry<E,?> e = m.pollFirstEntry();
- return (e == null)? null : e.getKey();
- }
- // 获取最后一个元素,并将该元素从TreeMap中删除。
- public E pollLast() {
- Map.Entry<E,?> e = m.pollLastEntry();
- return (e == null)? null : e.getKey();
- }
- // 克隆一个TreeSet,并返回Object对象
- 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的写入函数
- // 将TreeSet的“比较器、容量,所有的元素值”都写入到输出流中
- private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
- throws java.io.IOException {
- s.defaultWriteObject();
- // 写入比较器
- s.writeObject(m.comparator());
- // 写入容量
- s.writeInt(m.size());
- // 写入“TreeSet中的每一个元素”
- for (Iterator i=m.keySet().iterator(); i.hasNext(); )
- s.writeObject(i.next());
- }
- // java.io.Serializable的读取函数:根据写入方式读出
- // 先将TreeSet的“比较器、容量、所有的元素值”依次读出
- private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
- throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
- // Read in any hidden stuff
- s.defaultReadObject();
- // 从输入流中读取TreeSet的“比较器”
- 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;
- // 从输入流中读取TreeSet的“容量”
- int size = s.readInt();
- // 从输入流中读取TreeSet的“全部元素”
- tm.readTreeSet(size, s, PRESENT);
- }
- // TreeSet的序列版本号
- private static final long serialVersionUID = -2479143000061671589L;
- }
总结:
(01) TreeSet实际上是TreeMap实现的。当我们构造TreeSet时;若使用不带参数的构造函数,则TreeSet的使用自然比较器;若用户需要使用自定义的比较器,则需要使用带比较器的参数。
(02) TreeSet是非线程安全的。
(03) TreeSet实现java.io.Serializable的方式。当写入到输出流时,依次写入“比较器、容量、全部元素”;当读出输入流时,再依次读取。
3.1 Iterator顺序遍历
- for(Iterator iter = set.iterator(); iter.hasNext(); ) {
- iter.next();
- }
3.2 Iterator顺序遍历
- // 假设set是TreeSet对象
- for(Iterator iter = set.descendingIterator(); iter.hasNext(); ) {
- iter.next();
- }
3.3 for-each遍历HashSet
- // 假设set是TreeSet对象,并且set中元素是String类型
- String[] arr = (String[])set.toArray(new String[0]);
- for (String str:arr)
- System.out.printf("for each : %s\n", str);
TreeSet不支持快速随机遍历,只能通过迭代器进行遍历。