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【数据结构】TreeMap和TreeSet

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前言

Map和set是一种专门用来进行搜索的容器或者数据结构,其搜索的效率与其具体的实例化子类有关。

一般把搜索的数据称为关键字(Key),

和关键字对应的称为值(Value),

将其称之为Key-value的键值对。

所以搜索有两种模型:

  • 纯key模型:
  • key-value 模型

Map中存储的就是key-value的键值对,并且key必须是唯一的,
Set中只存储了Key。

TreeMap

使用TreeMap必须导包import java.util.TreeMap;,底层是一棵红黑树。

实现的接口

  • 实现了SortedMap表示TreeMap可以排序,
  • 没有实现Collection接口,但是value的类型是Collection。

内部类

内部类Entry,相当于我们前面实现的二叉搜索树中的TreeNode节点,

其中提供了getKey,getValue,setValue方法,

也重写了equals,hashCode,toString方法。

但是Map.Entry<K,V>并没有提供设置Key的方法

方法 解释
K getKey() 返回 entry 中的 key
V getValue() 返回 entry 中的 value
V setValue(V value) 将键值对中的value替换为指定value

常用方法

方法 解释
V get(Object key) 返回 key 对应的 value
V getOrDefault(Object key, V defaultValue) 返回 key 对应的 value,key 不存在,返回默认值defaultValue
V put(K key, V value) 设置 key 对应的 value
V remove(Object key) 删除 key 对应的映射关系
Set keySet() 返回所有 key 的不重复集合
Collection values() 返回所有 value 的可重复集合
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() 返回所有的 key-value 映射关系
boolean containsKey(Object key) 判断是否包含 key
boolean containsValue(Object value) 判断是否包含 value

注意事项:

  • Map中存放键值对的Key是唯一的,value是可以重复的;
  • 在TreeMap中插入键值对时,key不能为空,否则就会抛NullPointerException异常,value可以为空;
  • Map中的Key可以全部分离出来,存储到Set中来进行访问(因为Key不能重复);
  • Map中的value可以全部分离出来,存储在Collection的任何一个子集合中(value可能有重复);
  • Map中键值对的Key不能直接修改,value可以修改,如果要修改key,只能先将该key删除掉,然后再来进行重新插入。

TreeSet

其实TreeSet的底层就是TreeMap,只不过在初始化时给的value值都是一个固定值。

实现的接口

  • TreeSet也是可以排序的,实现了sortedSet,带Tree的set和map其实可以排序的,
  • 实现了Collection,
  • 也实现了Iterable接口,所以可以使用迭代器遍历,如果要使用迭代器遍历TreeMap,必须先调用entrySet方法得到Set才行。

常用方法

方法 解释
boolean add(E e) 添加元素,但重复元素不会被添加成功
void clear() 清空集合
boolean contains(Object o) 判断 o 是否在集合中
Iterator iterator() 返回迭代器
boolean remove(Object o) 删除集合中的 o
int size() 返回set中元素的个数
boolean isEmpty() 检测set是否为空,空返回true,否则返回false
Object[] toArray() 将set中的元素转换为数组返回
boolean containsAll(Collection<?> c) 集合c中的元素是否在set中全部存在,是返回true,否则返回
false
boolean addAll(Collection<? extends E> c) 将集合c中的元素添加到set中,可以达到去重的效果

注意事项:

  • Set中只存储了key,并且要求key一定要唯一;
  • TreeSet的底层是使用Map来实现的,其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的;
  • Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重;
  • 实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet,还有一个LinkedHashSet,LinkedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序;
  • Set中的Key不能修改,如果要修改,先将原来的删除掉,然后再重新插入;
  • TreeSet中不能插入null的key。
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