Java基础——TreeSet

TreeSet是SortedSet接口的实现类，Sorted的英文意思是分类的；选择的。

TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。与HashSet集合相比，TreeSet还提供了如下几个额外方法：

方法名称	解释
Comparator comparator()；	如果TreeSet采用了定制排序，则该方法返回定制排序所使用Comparator；如果TreeSet采用了自然排序，则返回null；
Object first()；	返回集合中的第一个元素；
Object last()；	返回集合中的最后一个元素；
Object lower(Object o)；	返回集合中位于指定元素之前的元素（即小于指定元素的最大元素，参考元素不需要是TreeSet集合里的元素）；
Object higher(Object o)；	返回集合中位于指定元素之后的元素（即大于指定元素的最小元素，参考元素不需要是TreeSet集合里的元素）；
SortedSet subSet(Object fromElement,Object toElement)；	返回此Set的子集合，返回从fromElement,Object （包含到）toElement(不包含)；
SortedSet headSet(Object toElement)；	返回此Set的子集，由小于toElement的元素组成；
SortedSet tailSet(Object fromElement)；	返回此Set的子集，由大于或等于fromElement的元素组成；

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class TreeS {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new TreeSet<String>();// 定义了泛型
        set.add("Java");
        set.add("Js");
        set.add("PHP");
        set.add("C#");
        set.add("C++");
        set.add(".Net");
        // 打印集合
        System.out.println(set);

        // 输出集合的容量
        System.out.println(set.size());

        // 如果此 set 不包含任何元素，则返回 true
        System.out.println(set.isEmpty());

    }
}

output：
[.Net, C#, C++, Java, Js, PHP]
6
false

与HashSet集合采用通过hash算法来决定元素的存储位置不同，TreeSet采用红黑树的数据结构来存储集合元素。
TreeSet支持两只排序方法：自然排序与自定义。

一、自然排序：

TreeSet会调用集合元素的compareTo(Object o)方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序排列，这种方式是自然排序。
Java提供了一个Comparable接口，该接口定义一个compareTo(Object o)方法，该方法返回一个整数值，实现该接口的类必须实现该方法，实现该接口的类的对象就可以比较大小。

例一&例二：

import java.util.TreeSet;

public class T {
    public static void main(String[] args) {

        // 例一：数字排序
        /*
         * TreeSet a = new TreeSet();
         *  a.add(10); 
         *  a.add(55); 
         *  a.add(4); 
         *  a.add(6);
         *  a.add(-1); 
         *  a.add(-77); 
         *  a.add(0);
         * 
         * System.out.println(a);//打印：[-77, -1, 0, 4, 6, 10, 55]
         */

        //例二：字母排序
        TreeSet ts=new TreeSet();
        ts.add("b");
        ts.add("ee");
        ts.add("d");
        ts.add("abc");
        ts.add("ca");
        
    /*    abc
        b
        c
        ca
        d
        ee*/
        
        System.out.println(ts); //[abc, b, ca, d, ee]
    }
}

例三：（下面这个例子没有写具体的比较规则。）

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

class TreeS implements Comparable<Object> {

    int score;

    public TreeS(int score) {
        this.score = score;
    }

    public int compareTo(Object o) {
        return 1;
    }

    public boolean equals(Object obj) {
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Set<Object> set = new TreeSet<Object>();
        
        // 计划在添加两个对象
        set.add(new TreeS(77));
        set.add(new TreeS(7));
        
        System.out.println(set);

    }
}

output：
[TreeS@67064, TreeS@bcda2d]

例四：（这个例子为了引出自定义计较方法，其实已经用上一点了）

判断两个对象的是否相等的参照标准如下：

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

class TreeS implements Comparable<Object> {

    int score;

    public TreeS(int score) {
        this.score = score;
    }

    public int compareTo(Object o) {
        TreeS d=(TreeS)o;//强制类型转换
        return this.score>d.score? 1:this.score<d.score? -1:0;
        }

    public boolean equals(Object obj) {
        if(this==obj){
            return true;
        }else if(obj!=null&&obj.getClass()==TreeS.class){
            TreeS d=(TreeS)obj;
            return d.score==this.score;
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Set<Object> set = new TreeSet<Object>();
        
        // 计划在添加两个对象
        set.add(new TreeS(77));
        set.add(new TreeS(77));//没有被打印
        set.add(new TreeS(20));
        set.add(new TreeS(3));
        set.add(new TreeS(44));
        set.add(new TreeS(44));//没有被打印
        set.add(new TreeS(6));
        set.add(new TreeS(-11));
        set.add(new TreeS(9));
        set.add(new TreeS(0));
        
        System.out.println(set);

    }
}

output：
[TreeS@97d01f, TreeS@e0a386, TreeS@feb48, TreeS@11ff436, TreeS@da3a1e, TreeS@11dba45, TreeS@b03be0, TreeS@2af081]

注意：

与HashSet类似的是，如果TreeSet中包含了可变对象，当可变对象的示例变量被修改时，TreeSet在处理这些对象时将非常复杂，而且容易出错。为了让程序更加健壮，推荐不要修改放入HashSet和TreeSet集合中元素的关键实例变量。

二、自定义排序

TessSet 的自然排序是根据集合元素的大小，TreeSet将它们以升序排列。如果需要实现定制排序，例如以降序排列，则可通过Comparator接口的帮助。

例一：

//使用TreeSet对学生考试成绩排序
//怎么做?  
//1 让对象实现 Comparable 接口    
//2 然后重写compareTo 方法  
//interface Comparable<T>  Comparable 接口
//int compareTo(T o)  Comparable接口中的方法 返回负整数、零或正整数，根据此对象是小于、等于还是大于指定对象。
public class Student implements Comparable<Object>{
    int age;
    int score;
    String name;
    
    @Override //在自己重写的时候，先写上它，可以帮你报错
    public String toString(){
        return this.name+":"+this.age+":"+this.score;
    }
    
    public Student(int age,int score,String name){
        this.name=name;
        this.age=age;
        this.score=score;
        }
        
        @Override
        //用返回值是正数、负数或者零来判断大小
        public int compareTo(Object obj){
            
            if(!(obj instanceof Student)){
                throw new RuntimeException("输入的不是本类对象，请重新输入");
            }
            Student stu=(Student)obj;
            if(this.score>stu.score){
                return 1; //设置为是正数就行了
            }else if(this.score<stu.score){
                return -1;
            }else {
                //设置如果相等的例子，上面有个例子，相等的情况会丢失数据，这里要考虑到
                int result=this.name.compareTo(stu.name);
                if(result==0)
                    return 1;
                return result;
            }
            
        }
    }

测试类：

import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Student> treeSet = new TreeSet<Student>();

        treeSet.add(new Student(11, 80, "李平"));
        treeSet.add(new Student(23, 40, "王芳"));
        treeSet.add(new Student(10, 60, "赵磊"));
        treeSet.add(new Student(12, 40, "王小二"));
        treeSet.add(new Student(10, 60, "马苗"));
        treeSet.add(new Student(18, 60, "马苗"));
        treeSet.add(new Student(25, 70, "姜浩"));

        Iterator<Student> it = treeSet.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student stu = (Student) it.next();
            System.out.println(stu);
        }

    }
}

例二：

//例子 往 treeset中放字符串,按字符串长度排序
                
        class MyComparator implements Comparator{
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                Student stu1=(Student)o1;
                Student stu2=(Student)o2;
                
                if(stu1.score>stu2.score){
                    return 10;  //只要是正为数就行
                }
                else if(stu1.score<stu2.score){
                    return -10;
                }
                else{
                    //return  0;
                    return stu1.name.compareTo(stu2.name);
                }
            }
        }
        
        main 方法中 
        
        Set set=new TreeSet(new StrLenComparator());
        set.add("cc");
        set.add("b");
        set.add("dddddddd");
        set.add("kkkkkkkkkkk");
        set.add("v");
        set.add("ee");
        set.add("sssss");
        
        Iterator it2=set.iterator();
        while(it2.hasNext()){
            System.out.println(it2.next());
        }

例三：

附: 使用匿名类
    Set set=new TreeSet(new Comparator() {  //这里使用了匿名类
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                String str1=(String)o1;
                String str2=(String)o2;
                
                if(str1.length()>str2.length()){
                    return 1;
                }
                else if(str1.length()<str2.length()){
                    return -1;
                }
                else{
                    //return 0;
                    return 1;  //如果相等,反回1的目的,是怕丢数据
                }
            }
        }

总结：

TreeSet是依靠TreeMap来实现的，所以是根据实现的Compareble接口或Comparator接口来判断元素是否重复，其排序与TreeMap一样。