数据结构 - TreeSet - 代码天地

简介

TreeSet描述的是Set的一种变体，可以实现排序等功能的集合，它在讲对象元素添加到集合中时会自动按照某种比较规则将其插入到有序的对象序列中，实际上它是对TreeMap的封装，同HashSet、LinkedHashSet一样，它使用TreeMap的键。

TreeSet 类

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
        implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

继承AbstractSet 抽象类，实现NavigableSet 接口

NavigableSet 接口

public interface NavigableSet<E> extends SortedSet<E>

NavigableSet扩展了 SortedSet，可以获取一个最接近的元素。方法 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。

NavigableSet 方法

// 返回此set中小于给定元素的最大元素，如果没有这样的元素，则返回NULL。
E lower(E e);
// 返回此集合中小于或等于给定元素的最大元素，如果没有这样的元素，则返回NULL。
E floor(E e);
// 返回此set中大于或等于给定元素的最小元素，如果没有这样的元素，则返回NULL。
E ceiling(E e);
// 返回此set中大于给定元素的最小元素，如果没有这样的元素，则返回NULL。
E higher(E e);
// 检索并删除第一个最小元素。如果没有这样的元素，则返回null。
E pollFirst();
// 检索并删除最后一个最高元素。如果没有这样的元素，则返回null。
E pollLast();
// 迭代器
Iterator<E> iterator();
// 返回此 set 中所包含元素的逆序视图。
NavigableSet<E> descendingSet();
// 以降序返回在此 set 的元素上进行迭代的迭代器。
Iterator<E> descendingIterator();
// 返回此 set 的部分视图，其元素范围从 fromElement 到 toElement。
NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
                       E toElement,   boolean toInclusive);
// 返回此 set 的部分视图，其元素小于（或等于，如果 inclusive 为 true）toElement。
NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive);
//  返回此 set 的部分视图，其元素大于（或等于，如果 inclusive 为 true）fromElement。
NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive);
// 返回此 set 的部分视图，其元素从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。
SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement);
// 返回此 set 的部分视图，其元素严格小于 toElement。
SortedSet<E> headSet(E toElement);
// 返回此 set 的部分视图，其元素大于（或等于，如果 inclusive 为 true）fromElement。
SortedSet<E> tailSet(E fromElement);

SortedSet 接口

public interface SortedSet<E> extends Set<E>

SortedSet 根据比较器对元素进行排序，如果比较器为空，则自然排序

SortedSet 方法

// 获取比较器
Comparator<? super E> comparator();
// 获取两个元素直接的元素集
SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement);
// 获取之前的元素
SortedSet<E> headSet(E toElement);
// 获取之后的元素
SortedSet<E> tailSet(E fromElement);
// 第一个元素
E first();
// 最后一个元素
E last();

TreeSet 属性

// NavigableMap对象（NavigableMap下就一个TreeMap实现）
private transient NavigableMap<E,Object> m;
// 固定常量作为Map值
private static final Object PRESENT = new Object();

NavigableMap可以看TreeMap篇

TreeSet 构造函数

TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
    this.m = m;
}
public TreeSet() {
    this(new TreeMap<E,Object>());
}
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
    this(new TreeMap<>(comparator));
}
public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
    this(s.comparator());
    addAll(s);
}

TreeSet实际上用的是TreeMap，TreeMap内部结构是红黑树，这里只用了它的键，值为固定常量

TreeSet 基础方法

// 长度
public int size() {
    return m.size();
}
// 是否为空
public boolean isEmpty() {
    return m.isEmpty();
}
// 是否存在
public boolean contains(Object o) {
    return m.containsKey(o);
}
// 添加
public boolean add(E e) {
    return m.put(e, PRESENT)==null;
}
// 删除
public boolean remove(Object o) {
    return m.remove(o)==PRESENT;
}
// 清空
public void clear() {
    m.clear();
}

说白了就是用TreeMap的key

TreeSet 搜索

// 第一个元素
public E first() {
    return m.firstKey();
}
// 最后一个元素
public E last() {
    return m.lastKey();
}
// 获取最接近e的节点（小于等于）
public E lower(E e) {
    return m.lowerKey(e);
}
// 获取最接近e的节点（大于等于）
public E floor(E e) {
    return m.floorKey(e);
}

TreeSet 搜索都是基于TreeMap红黑树搜索，其他方法可以参考TreeMap篇。

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