TreeSet原理

特点

• TreeSet 底层是采用 TreeMap 实现的一种 Set 集合；

//和HashSet一样，PRESENT的目的是为了占位
private static final Object PRESENT = new Object();

public boolean add(E e) {
    return this.m.put(e, PRESENT) == null;
}

• 单线程安全，多线程不安全；
• 使用无参构造器创建TreeSet时，是无序的(存入取出顺序不一致)；

public TreeSet() {
    this((NavigableMap)(new TreeMap()));
}

• 如果需要排序，需要指定排序规则

/**
 * 有参构造函数
 * 使用带 comparator 的 TreeMap 初始化
 * @param comparator 比较器
 */
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
    this((NavigableMap)(new TreeMap(comparator)));
}

TreeSet 在存对象的时候，如果不指定自定义的比较器，那么存储的对象必须实现 Comparable 接口，以Integer类为例：

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
	
	//省略其他代码
	//......
	public int compareTo(Integer anotherInteger) {
	    return compare(this.value, anotherInteger.value);
	}
	
	public static int compare(int x, int y) {
        return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);
    }
}

TreeSet 底层插入元素的过程简述

TreeSet（TreeMap）底层是二叉树实现的，当存储元素的时候，会调用比较规则方法，将新元素和二叉树上已有的元素进行一一比较。

• 如果要插入的元素比当前元素小、就到左子树去比较；
• 如果比当前元素大，就到右子树去比较，直到当前元素的左或者右子树为空，就插入此元素；
• 如果在比较过程中，出现当前元素等于要插入的元素，那么此元素不插入；

注意：基本数据类型，不需要定义比较器，只有当以树作为存储结构时，而且添加的是引用对象时，才需要定义比较器；

定义比较器的方式有两种：

实现 内部比较器Comparable 接口

public class Student implements Comparable<Student>{
	private String name;
	private int age;
	
	public Student(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
    //按照学生年龄排序
	@Override
	public int compareTo(Student o) {
		return this.age - o.age;
	}
}

实现 Comparable 接口的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象通过 compareTo 方法的返回值来比较大小 ：

• 如果当前对象 this 大于形参对象 obj 则返回正整数；
• 如果当前对象 this 小于 形参对象 obj则返回 负整数；
• 如果当前对象 this 等于 形参对象 obj 则返回零；

自定义外部比较器Comparator接口

public class DemoTreeSet {
	public static void main(String[] args) {
        //匿名内部类实现比较器：首先按照年龄进行排序，如果年龄相同，我们再按照名字的长度进行排序(升序)
		TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
			@Override
			public int compare(Student o1, Student o2) {
				int num = o1.getAge() - o2.getAge();
				return num == 0 ? o1.getName().length() - o2.getName().length() : num;
			}
		});
		ts.add(new Student("张廷玉",43));
		ts.add(new Student("纳兰明珠",80));
		ts.add(new Student("索额图",79));
		ts.add(new Student("苏麻喇姑",79));
		for (Student student : ts) {
			System.out.println(student);
		}
	}
}

通过new一个匿名内部类的方式，定义一个外部比较器Comparator接口对象，重写 compare(Object o1,Object o2) 方法，比较 o1 和 o2 的大小：

• 如果方法返回正整数，则表示 o1 大于 o2 ；
• 如果方法返回 0 ，表示相等；
• 如果方法返回负整数，表示o1 小于 o2 。