TreeMap 原理

基于jdk1.8

TreeMap第一个想到的就是有序，当然也不是线程安全

TreeMap实现NavigableMap接口，说明支持一系列的导航方法

一、构造方法

    public TreeMap() {
        comparator = null;
    }
    public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
        this.comparator = comparator;
    }
    public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        comparator = null;
        putAll(m);
    }
    public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m) {
        comparator = m.comparator();
        try {
            buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);
        } catch (java.io.IOException cannotHappen) {
        } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
        }
    }
    看到这4个构造方法就说明TreeMap是比较注重排序的，comparator即排序规则，不指定是按key类的自有排序规则进行排序后面具体看，其它按指定规则排序

二、put方法
通过put方法，我们就能看出基本数据结构和内存结构了，包括排序等等，这是一个信息量最大的方法

public V put(K key, V value) {
        Entry<K,V> t = root;  //Entry类一看就知道了 红黑树
        if (t == null) {
            //这里是空树，比较同一个key看似没什么用，实际就一个用检查key是否为null，因此无论什么场景第一个put的key不能null
            compare(key, key); // type (and possibly null) check

            root = new Entry<>(key, value, null);//第一个节点设置root
            size = 1;
            modCount++;
            return null;
        }
        int cmp;
        Entry<K,V> parent;
        // split comparator and comparable paths
        Comparator<? super K> cpr = comparator;
        if (cpr != null) {    //有排序规则 这个if是按排序规则比较，左右挂节点
            do {
                parent = t;
                cmp = cpr.compare(key, t.key);    //注意能允许key为null的，只要指定的排序规则支持就可以
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);    //key相同直接覆盖
            } while (t != null);
        }
        else {    //无排序规则
            if (key == null)    //无排序规则时key不能为null
                throw new NullPointerException();
            @SuppressWarnings("unchecked")
                Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;    //这里需要注意，没指定排序规则时key的类就必须实现Comparable排序接口，否则转换报错
            do {
                parent = t;
                cmp = k.compareTo(t.key);    //按key的实际类排序方案进行比较挂节点
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        //前面的if else找到了当前key需要挂的父节点，cmp决定了挂的左右
        Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);    //创建当前插入元素的节点
        if (cmp < 0)
            parent.left = e;
        else
            parent.right = e;
        fixAfterInsertion(e);    //这个方法就不详细说了，插入节点后的红黑树修复方法，详细可单独学习红黑树
        size++;
        modCount++;
        return null;
    }
    通过put方法知道，TreeMap数据结构只有红黑树，没有其它了，也不存在hash的问题

三、get方法

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        // Offload comparator-based version for sake of performance
        if (comparator != null)    //有排序规则  详细看
            return getEntryUsingComparator(key);
        if (key == null)    //无排序规则key不能为null
            throw new NullPointerException();
        @SuppressWarnings("unchecked")
            Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
        Entry<K,V> p = root;
        while (p != null) {    //红黑树节点查找没什么说的
            int cmp = k.compareTo(p.key);
            if (cmp < 0)
                p = p.left;
            else if (cmp > 0)
                p = p.right;
            else
                return p;
        }
        return null;
    }
    
    //有排序规则时查找节点的方法  实际没什么区别，只是compare比较用了指定的排序规则而已
    final Entry<K,V> getEntryUsingComparator(Object key) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
            K k = (K) key;
        Comparator<? super K> cpr = comparator;
        if (cpr != null) {
            Entry<K,V> p = root;
            while (p != null) {
                int cmp = cpr.compare(k, p.key);
                if (cmp < 0)
                    p = p.left;
                else if (cmp > 0)
                    p = p.right;
                else
                    return p;
            }
        }
        return null;
    }

四、其它
TreeMap整体看下来，主要就是红黑树的书法实现，其它没用到，至于remove等方法以及导航方法，和迭代器就不多说了。
so 主要就是学习红黑树