java集合之TreeSet
TreeSet类：位于java.util包下
特点：
1）底层数据结构是红黑树，即平衡二叉树，有序（这里的有序不是list的有序概念），实现非同步，内部功能实现依赖于TreeMap的方法。
2）该类返回的元素顺序并非是集合添加元素的顺序，而是按照某个排序算法排列的。该算法有两种情况，由创建TreeSet实例时所用的构造函数决定使用哪种顺序。
TreeSet存储元素自然排序和唯一的图解：
主要讲一下怎样实现有序的问题：
1 TreeSet实现有序之自然排序：
1）一般系统类：
自然排序：表示添加对象实现java.lang包中定义的Comparable接口。很多情况下类实例的排序方法应该是较为直观合理的。比如，数字包装器类（Integer等）、String类、Date类的自然排序是从最低到最高的。
TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
set.add(new Integer(100)); //等价于set.add(100);
set.add(new Integer(70));
set.add(new Integer(89));
for(Integer i:set){
System.out.println(i);
}
输出：70
89
100
为什么会按照这种排序方式呢？
这是因为Integer类实现了Comparable接口，因此返回的数据按升序排列。
Comparable接口只定义了一个方法：public int compareTo(Object o)：如果调用该方法的对象小于比较对象，那么返回负值，如果大于，则返回正值，如果相等则返回0。
Integer类中实现compareTo方法的源码：
public int compareTo(Integer anotherInteger) {
return compare(this.value, anotherInteger.value); //调用的compare方法判断
}
public static int compare(int x, int y) {
return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1); //如果x>y返回1，x=y返回0,x<y返回-1
}
2）自定义类：
java中的系统类都需要有意义的、直观的排序，因此都实现了Comparable接口，但是如何处理Student这类自定义类？
如果想要排序Student，只能在Student中实现Comparable接口，指定一种自然排序，那么treeSet就能对Student排序了
Student类：
package com.hzw.set;
public class Student implements Comparable{
private String name;
private int age;
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o != null && o instanceof Student){
Student another = (Student)o;
int first = this.age-another.age;
return first==0?this.name.compareTo(another.name):first; //Student首先按照年龄排序，如果年龄相同再按照姓名排序
}
return 0;
//或者
// if(o==null) return 0;
// if(!(o instanceof Student)) return 0;
// Student ano = (Student)o;
// int result = 0;
// return (result=age-ano.age)==0?name.compareTo(ano.name):result;
}
}
package com.hzw.set;
import java.util.TreeMap;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Student> set1 = new TreeSet<Student>();
Student stu1 = new Student("wen",12);
Student stu2 = new Student("di",15);
Student stu3 = new Student("wen",12);
Student stu4 = new Student("yy",14);
Student stu5 = new Student("we",12);
Student stu6 = new Student("cc",11);
Student stu7 = new Student("aw",10);
set1.add(stu1);
set1.add(stu2);
set1.add(stu3);
set1.add(stu4);
set1.add(stu5);
set1.add(stu6);
set1.add(stu7);
//set1.add(null);
for(Student stu:set1){
System.out.println(stu.getName()+"-----------"+stu.getAge());
}
}
}
输出结果：
aw-----------10
cc-----------11
we-----------12
wen-----------12
yy-----------14
di-----------15
补充：在讲前面几个集合时，他们基本都可以存储null，但是在TreeSet实现自然排序的，也就是本例中，是不能存储null的，会出现空指针异常：
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)
at java.util.TreeSet.add(Unknown Source)
at com.hzw.set.TreeSetDemo.main(TreeSetDemo.java:24)
如果可以解释这个现象只能通过源码来解决：
此处是TreeSet存储数据的源码：
public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null; //底层操作依赖于Map集合，即包装了的TreeMap集合
}
通过查看TreeMap的put添加元素的源码：就是一颗二叉树
public V put(K key, V value) {
Entry<K,V> t = root;
if (t == null) {
compare(key, key);
root = new Entry<>(key, value, null); //树显然非空，pass
size = 1;
modCount++;
return null;
}
int cmp;
Entry<K,V> parent;
// split comparator and comparable paths
Comparator<? super K> cpr = comparator;
if (cpr != null) {
do {
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key); //此处是比较器实现需要考虑的，咱们此时是自然排序，所以pass
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
else { //重点分析代码
if (key == null) //这就解释了为什么不能存null值
throw new NullPointerException();
@SuppressWarnings("unchecked")
Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
do {
parent = t;
cmp = k.compareTo(t.key); //这里解释平衡二叉树存取元素的重点，也就是原理
if (cmp < 0) //如果待插入元素小于根节点，则放在根的左子树上，大于放在右子树
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else
return t.setValue(value); //如果等于，则不存储
} while (t != null);
}
Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
if (cmp < 0)
parent.left = e;
else
parent.right = e;
fixAfterInsertion(e);
size++;
modCount++;
return null;
}
2 TreeSet实现有序之比较器排序：
TreeSet实现比较器排序的方式有两种：匿名内部类方式和外部类方式
2.1 首先介绍下比较器接口：Comparator
该接口有两个方法：
int compare(T o1,To2)：如果o1>o2，返回正值；o1<o2，返回负值；o1=o2,返回0；
boolean equals(Object obj)：该方法与Object中的equals方法一致
2.2 存储比较器排序方式存储java系统类实例元素
1）比较器的实现方式：匿名内部类方式
package com.hzw.set;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo2 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> set1 = new TreeSet<Integer>(new Comparator<Integer>(){
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2-o1;
}});
set1.add(100);
set1.add(89);
set1.add(102);
set1.add(79);
set1.add(99);
set1.add(89);
for(Integer i:set1){
System.out.println(i);
}
}
}
输出结果是：
102
100
99
89
79
2）比较器的实现方式：外部类方式
外部类：MyComparator
package com.hzw.set;
import java.util.Comparator;
public class MyComparator implements Comparator<Integer> {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2-o1;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
return super.equals(obj);
}
}
package com.hzw.set;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo3 {
public static void main(String[] args) {
MyComparator mc = new MyComparator();
TreeSet<Integer> set1 = new TreeSet<Integer>(mc);
set1.add(100);
set1.add(89);
set1.add(102);
set1.add(79);
set1.add(99);
set1.add(89);
for(Integer i:set1){
System.out.println(i);
}
}
}
输出结果：
102
100
99
89
79
2.3 存储自定义类的实例：其实都是一样的，不讲了吧。。。。
