【从零开始学Java | 第二十五篇】TreeSet

前言

在 Java 的集合框架中，Set 接口代表了一个不允许存在重复元素的集合。我们最常用的通常是 HashSet，因为它提供了极高的查找和插入效率。但是，当我们不仅需要去重，还需要保证集合元素有序时，TreeSet 就成了不二之选。

一、TreeSet的特点

不重复、无索引、可排序
可排序：按照元素的默认规则（由小到大）进行排序。
TreeSet集合底层是基于红黑树的数据结构实现排序的，增删改查性能都比较好。

排序的具体场景：

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();

        ts.add(5);
        ts.add(3);
        ts.add(2);
        ts.add(1);
        ts.add(4);

        System.out.println(ts);

        //迭代器遍历
        Iterator<Integer> it = ts.iterator();
        while(it.hasNext()){
            int i = it.next();
            System.out.println(i);
        }
        //增强for遍历
        for (Integer i : ts) {
            System.out.println(i);
        }

        //Lambda表达式遍历
        ts.forEach(integer-> System.out.println(integer));
    }
}

二、TreeSet集合默认的规则

对于数值类型：Integer、Double，默认是按照数字的从小到大的顺序进行排序。
对于字符、字符串类型：按照字符在ASCII码表中的数字进行升序排序的。

对于"aaa"、"ab"这两个字符串在对比时，跟字符串的长度是无关的，对比规则为，从第一个字符开始对应比较，一旦有一个字符能够确定大小关系，那么整个字符串的大小关系也随之确定。

1.默认排序/自然排序

JavaBean类实现Comparable接口指定比较规则。

当我们存入引用类型数据时，会发生什么？

Student JavaBean类：

java 复制代码

public class Student {
    private String name;
    private int age;


    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Student{name = " + name + ", age = " + age + "}";
    }
}

当我们直接添加、打印输出时会发生什么？

由于编译器并不知道根据什么来排序，因此会报错。

解决方法：我们需要在Student类中重写compareTo方法。

运行结果：

compareTo方法：

this：表示当前要添加的元素。

o：表示已经存在于红黑树的元素。

返回值：

负数：认为要添加的元素是小的，存左边。

正数：认为要添加的元素是大的，存右边。

0：认为要添加的元素已经存在，舍弃。

2.比较器排序

创建TreeSet对象时，传递比较器Comparator指定规则。

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return 0;
            }
        });
    }
}

案例：

存入字符串"c"、"ab"、"df"、"qwer"，按照长度排序，如果一样长则按照首字母排序。

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                //按长度排序
                int i = o1.length() - o2.length();
                int result = i == 0 ? o1.compareTo(o2) : i;
                return result;
            }
        });

        ts.add("c");
        ts.add("ab");
        ts.add("qwer");
        ts.add("df");
        System.out.println(ts);
    }
}

运行结果：

总结

TreeSet集合的特点：

可排序、不重复、无索引
底层基于红黑树实现排序，增删改查性能好

TreeSet集合自定义排序规则：

方式一：JavaBean类实现Comparable接口，指定比较规则。
方式二：创建集合时，自定义Comparator比较器对象，指定比较规则。

方法返回值的特点：

负数：认为要添加的元素是小的，存左边。
正数：认为要添加的元素是大的，存右边。
0：认为要添加的元素已经存在，舍弃。

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