TreeSet簡介 TreeSet 是一個有序的集合，它的作用是提供有序的Set集合。它繼承於AbstractSet抽象類，實現了NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable介面。 TreeSet 繼承於AbstractSet，所以它是一個Set集 ...
TreeSet簡介
TreeSet 是一個有序的集合，它的作用是提供有序的Set集合。它繼承於AbstractSet抽象類，實現了NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable介面。
TreeSet 繼承於AbstractSet，所以它是一個Set集合，具有Set的屬性和方法。
TreeSet 實現了NavigableSet介面，意味著它支持一系列的導航方法。比如查找與指定目標最匹配項。
TreeSet 實現了Cloneable介面，意味著它能被克隆。
TreeSet 實現了java.io.Serializable介面，意味著它支持序列化。
TreeSet是基於TreeMap實現的。TreeSet中的元素支持2種排序方式：自然排序 或者 根據創建TreeSet 時提供的 Comparator 進行排序。這取決於使用的構造方法。
TreeSet為基本操作（add、remove 和 contains）提供受保證的 log(n) 時間開銷。
另外，TreeSet是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的。
TreeSet的構造函數
// 預設構造函數。使用該構造函數，TreeSet中的元素按照自然排序進行排列。 TreeSet() // 創建的TreeSet包含collection TreeSet(Collection<? extends E> collection) // 指定TreeSet的比較器 TreeSet(Comparator<? super E> comparator) // 創建的TreeSet包含set TreeSet(SortedSet<E> set)
TreeSet的API
boolean add(E object) boolean addAll(Collection<? extends E> collection) void clear() Object clone() boolean contains(Object object) E first() boolean isEmpty() E last() E pollFirst() E pollLast() E lower(E e) E floor(E e) E ceiling(E e) E higher(E e) boolean remove(Object object) int size() Comparator<? super E> comparator() Iterator<E> iterator() Iterator<E> descendingIterator() SortedSet<E> headSet(E end) NavigableSet<E> descendingSet() NavigableSet<E> headSet(E end, boolean endInclusive) SortedSet<E> subSet(E start, E end) NavigableSet<E> subSet(E start, boolean startInclusive, E end, boolean endInclusive) NavigableSet<E> tailSet(E start, boolean startInclusive) SortedSet<E> tailSet(E start)
說明：
(01) TreeSet是有序的Set集合，因此支持add、remove、get等方法。
(02) 和NavigableSet一樣，TreeSet的導航方法大致可以區分為兩類，一類時提供元素項的導航方法，返回某個元素；另一類時提供集合的導航方法，返回某個集合。
lower、floor、ceiling 和 higher 分別返回小於、小於等於、大於等於、大於給定元素的元素，如果不存在這樣的元素，則返回 null。
TreeSet源碼分析
對於TreeSet而言，它是基於TreeMap實現的，TreeSet底層使用TreeMap來保存所有元素，因此TreeSet的實現比較簡單，相關TreeSet的操作，基本上都是直接調用底層TreeMap的相關方法來完成，
TreeSet的源代碼如下：
/*
* @(#)TreeSet.java 1.37 06/05/10
*
* Copyright 2006 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
* SUN PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.
*/
package java.util;
/**
* @param <E> the type of elements maintained by this set
*
* @author Josh Bloch
* @version 1.37, 05/10/06
* @see Collection
* @see Set
* @see HashSet
* @see Comparable
* @see Comparator
* @see TreeMap
* @since 1.2
*/
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
/**
* NavigableMap對象
*/
private transient NavigableMap<E,Object> m;
// TreeSet是通過TreeMap實現的，
// PRESENT是鍵-值對中的值。
private static final Object PRESENT = new Object();
/**
* 將TreeMap賦值給 "NavigableMap對象m"
*/
TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
this.m = m;
}
/**
* 不帶參數的構造函數。創建一個空的TreeMap
*/
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}
/**
* 帶比較器的構造函數。
*/
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<E,Object>(comparator));
}
/**
* 創建TreeSet，並將集合c中的全部元素都添加到TreeSet中
*/
public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
/**
* 創建TreeSet，並將s中的全部元素都添加到TreeSet中
*/
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}
/**
* 返回TreeSet的順序排列的迭代器。
* 因為TreeSet是TreeMap實現的，所以這裡實際上時返回TreeMap的“鍵集”對應的迭代器
*/
public Iterator<E> iterator() {
return m.navigableKeySet().iterator();
}
/**
* 返回TreeSet的逆序排列的迭代器。
* 因為TreeSet是TreeMap實現的，所以這裡實際上時返回TreeMap的“鍵集”對應的迭代器
*/
public Iterator<E> descendingIterator() {
return m.descendingKeySet().iterator();
}
/**
* 返回NavigableSet<E>類型的TreeSet
*/
public NavigableSet<E> descendingSet() {
return new TreeSet(m.descendingMap());
}
/**
* 返回大小
*/
public int size() {
return m.size();
}
/**
* 是否為空
*/
public boolean isEmpty() {
return m.isEmpty();
}
/**
* 是否包含o
*/
public boolean contains(Object o) {
return m.containsKey(o);
}
/**
* 添加元素e
*/
public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
}
/**
* 刪除元素o
*/
public boolean remove(Object o) {
return m.remove(o)==PRESENT;
}
/**
* 清空集合
*/
public void clear() {
m.clear();
}
/**
* 將集合c中的全部元素添加到TreeSet中
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
// Use linear-time version if applicable
if (m.size()==0 && c.size() > 0 &&
c instanceof SortedSet &&
m instanceof TreeMap) {
SortedSet<? extends E> set = (SortedSet<? extends E>) c;
TreeMap<E,Object> map = (TreeMap<E, Object>) m;
Comparator<? super E> cc = (Comparator<? super E>) set.comparator();
Comparator<? super E> mc = map.comparator();
if (cc==mc || (cc != null && cc.equals(mc))) {
map.addAllForTreeSet(set, PRESENT);
return true;
}
}
return super.addAll(c);
}
/**
* 返回子Set，實際上是通過TreeMap的subMap()實現的。
*/
public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
E toElement, boolean toInclusive) {
return new TreeSet<E>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
toElement, toInclusive));
}
/**
* 返回Set的頭部，範圍是：從頭部到toElement。
* inclusive是是否包含toElement的標誌
*/
public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<E>(m.headMap(toElement, inclusive));
}
/**
* 返回Set的尾部，範圍是：從fromElement到結尾。
* inclusive是是否包含fromElement的標誌
*/
public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<E>(m.tailMap(fromElement, inclusive));
}
/**
* 返回子Set。範圍是：從fromElement(包括)到toElement(不包括)。
*/
public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {
return subSet(fromElement, true, toElement, false);
}
/**
* 返回Set的頭部，範圍是：從頭部到toElement(不包括)。
*/
public SortedSet<E> headSet(E toElement) {
return headSet(toElement, false);
}
/**
* 返回Set的尾部，範圍是：從fromElement到結尾(不包括)。
*/
public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {
return tailSet(fromElement, true);
}
// 返回Set的比較器
public Comparator<? super E> comparator() {
return m.comparator();
}
/**
* 返回Set的第一個元素
*/
public E first() {
return m.firstKey();
}
/**
* 返回Set的最後一個元素
*/
public E last() {
return m.lastKey();
}
// NavigableSet API methods
/**
* 返回Set中小於e的最大元素
*/
public E lower(E e) {
return m.lowerKey(e);
}
/**
* 返回Set中小於/等於e的最大元素
*/
public E floor(E e) {
return m.floorKey(e);
}
/**
* 返回Set中大於/等於e的最小元素
*/
public E ceiling(E e) {
return m.ceilingKey(e);
}
/**
* 返回Set中大於e的最小元素
*/
public E higher(E e) {
return m.higherKey(e);
}
/**
* 獲取第一個元素，並將該元素從TreeMap中刪除。
*/
public E pollFirst() {
Map.Entry<E,?> e = m.pollFirstEntry();
return (e == null)? null : e.getKey();
}
/**
* 獲取最後一個元素，並將該元素從TreeMap中刪除。
*/
public E pollLast() {
Map.Entry<E,?> e = m.pollLastEntry();
return (e == null)? null : e.getKey();
}
/**
* 克隆一個TreeSet，並返回Object對象
*/
public Object clone() {
TreeSet<E> clone = null;
try {
clone = (TreeSet<E>) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
}
clone.m = new TreeMap<E,Object>(m);
return clone;
}
/**
* java.io.Serializable的寫入函數
*
* 將TreeSet的“比較器、容量，所有的元素值”都寫入到輸出流中
*/
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden stuff
s.defaultWriteObject();
// 寫入比較器
s.writeObject(m.comparator());
// 寫入容量
s.writeInt(m.size());
// 寫入“TreeSet中的每一個元素”
for (Iterator i=m.keySet().iterator(); i.hasNext(); )
s.writeObject(i.next());
}
/**
* java.io.Serializable的讀取函數：根據寫入方式讀出
* 先將TreeSet的“比較器、容量、所有的元素值”依次讀出
*/
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden stuff
s.defaultReadObject();
// 從輸入流中讀取TreeSet的“比較器”
Comparator<? super E> c = (Comparator<? super E>) s.readObject();
// Create backing TreeMap
TreeMap<E,Object> tm;
if (c==null)
tm = new TreeMap<E,Object>();
else
tm = new TreeMap<E,Object>(c);
m = tm;
// 從輸入流中讀取TreeSet的“容量”
int size = s.readInt();
// 從輸入流中讀取TreeSet的“全部元素”
tm.readTreeSet(size, s, PRESENT);
}
// TreeSet的序列版本號
private static final long serialVersionUID = -2479143000061671589L;
}
總結:
(01) TreeSet實際上是TreeMap實現的。當我們構造TreeSet時；若使用不帶參數的構造函數，則TreeSet的使用自然比較器；若用戶需要使用自定義的比較器，則需要使用帶比較器的參數。
(02) TreeSet是非線程安全的。
(03) TreeSet實現java.io.Serializable的方式。當寫入到輸出流時，依次寫入“比較器、容量、全部元素”；當讀出輸入流時，再依次讀取。
