一起学习集合框架之 TreeSet
什么是 TreeSet
TreeSet 是一个具有唯一元素的二叉树的集合,又被翻译为 树集。Java 中的 TreeSet 类是 Java 集合框架的一部分,从 Java 6 开始,它实现了 NavigableSet
接口(这个接口增加了几个查找元素以及反向遍历的便利方法),从而扩展了 SortedSet
集合。
TreeSet 类与散列类十分相似,不过,它比普通的集合有所改进,树集是一个有序集合(sorted collection),该数据结构的元素按自然顺序排序。
-
SortedSet
接口提供了保持元素排序的功能。 -
Navigableset
接口提供了可以通过SortedSet
检索的功能。例如,找到该元素大于或小于给定元素,找到排序集中的第一个和最后一个元素。
接口 API
我们来看看 TreeSet 的接口:
TreeSet()
public TreeSet() {
this(new TreeMap<>());
}
TreeSet(Comparator<? super E> comparator)
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}
TreeSet(Collection<? extends E> c)
public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
TreeSet(SortedSet<E> s)
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}
其他方法
其他方法,可以读者自行研究,如下:
因为实现了 SortedSet
接口,因此具有:
-
Comparator<? super E> comparator()
、 -
E first()
-
E last()
又实现了 NavigableSet<E>
接口:
-
E higher(E value)
和E lower(E value)
:返回大于 value 的最小元素和小于 value 的最大元素,如果没有则返回 null -
E celling(E value)
和E floor(E value)
:返回大于等于 value 的最小元素或小于等于 value 的最大元素,如果没有 则返回 null -
E pollFirst()
和E pullLast()
:删除并返回这个集合中的最大元素或最小元素,这个集合为空时返回 null -
Iterator<E> descendingIterator()
:返回一个按照递减顺序遍历集合中元素的迭代器
简单的 TreeSet 例子
我们可以以任意顺序将元素插入到集合中,在对集合进行遍历时,会返回排序好的值。例如:
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetExample {
public static void main(String[] args) {
// 定义一个 String 类型的树集
TreeSet<String> treeset = new TreeSet<String>();
// 添加元素
treeset.add("Learning TreeSet");
treeset.add("Hello, world!");
treeset.add("ABC");
treeset.add("Yuzhou1su");
treeset.add("宇宙之一粟");
for (String ts : treeset) {
System.out.println(ts);
}
}
}
运行结果:
ABC
Hello, world!
Learning TreeSet
Yuzhou1su
宇宙之一粟
正如 TreeSet 类名一般,排序是通过树数据结构完成的(实现的是红黑树),如果要使用树集,必须能够比较元素,即这些元素必须实现 Comparable 接口,或者构造集必须提供一个 Comparator。
自定义比较器的 TreeSet
树集中默认是升序,让我们来自定义一个降序的比较器:
package com.yuzhou1su.TreeSetExample;
import java.util.TreeSet;
import java.util.Comparator;
import java.util.SortedSet;
public class TreeSetDescendingOrderExample {
public static void main(String[] args) {
SortedSet<Integer> nums = new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder());
nums.add(1);
nums.add(99);
nums.add(20);
nums.add(2022);
nums.add(2035);
System.out.println("Descending order:" + nums);
}
}
运算结果:
Descending order:[2035, 2022, 99, 20, 1]
下面来看一下 TreeSet 如何创建、往其中插入元素、如何搜索和字符串化操作。如何集合为空,则 TreeSet 只允许一个空值。TreeSet 的添加、删除和查找包含的函数的算法复杂度为 log(n)
。
插入节点
func (treeset *TreeSet) InsertTreeNode(treeNodes ...TreeNode) {
}
参考链接:
-
《Java 核心技术 卷 1 》j(原书第 11 版):9.3.4 树集,Page 388-389
-
https://pkg.go.dev/gitee.com/mirrors/gods.git/sets/treeset
-
https://github.com/emirpasic/gods/blob/master/sets/treeset/treeset.go
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