TreeSet是基于TreeMap实现的,元素的顺序取决于元素自身的自然顺序或者在构造时提供的比较器。

对于add,remove,contains操作,保证log(n)的时间复杂度。

因为Set接口的定义根据equals方法,但是TreeSet接口约定元素的顺序基于compareTo或者compare方法,所以它们要保持一致性才能保证程序不会出错。

TreeSet不是同步化的,运行在多线程环境下需要外部同步化或调用SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));方法。

迭代器是快速失败的。

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

实例变量

//TreeSet的实现基于TreeMap(TreeMap实现NavigableMap),内部维护一个NavigableMap
private transient NavigableMap<E,Object> m; //作用是把TreeSet的元素存入TreeMap中时,元素作为键,PRESENT作为值
private static final Object PRESENT = new Object();

构造器

    //这个构造器不是导出API,在下面构造器有使用这个构造器
TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
this.m = m;
} //调用第一个的构造器,创建一个空的TreeSet,不提供比较器,使用元素自然顺序
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
} //调用第一个构造器,提供比较器,比较器由TreeMap维护,TreeSet本身没有比较器
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
} //通过Collection的子类构造TreeSet,不提供比较器,使用元素的自然顺序
public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
} //通过SortedSet的子类构造TreeSet,SortedSet本身可能有比较器,如果有,使用该比较器,否则使用元素自然顺序
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}

迭代器

    //返回升序迭代器
public Iterator<E> iterator() {
return m.navigableKeySet().iterator();
} //返回降序迭代器
public Iterator<E> descendingIterator() {
return m.descendingKeySet().iterator();
}

返回一个降序的TreeSet

    public NavigableSet<E> descendingSet() {
return new TreeSet<>(m.descendingMap());
}

一些基本操作

    //Set含有的元素个数
public int size() {
return m.size();
} //判断是否为空,其实就是size会否为0
public boolean isEmpty() {
return m.isEmpty();
} //Set是否包含元素o
public boolean contains(Object o) {
return m.containsKey(o);
} //增加一个元素,可以看到e作为键,PRESENT作为值
public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
} //删除一个元素,根据删除返回的结果是否和PRESENT等同来返回是否删除成功
public boolean remove(Object o) {
return m.remove(o)==PRESENT;
} //清空Set
public void clear() {
m.clear();
}

返回子集合的操作

    //fromElement开始元素,toElement结束元素,fromInclusive,toInclusive表示是否包含边界,跟下面的返回子集合操作的参数意义一样
public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
E toElement, boolean toInclusive) {
return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
toElement, toInclusive));
} public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<>(m.headMap(toElement, inclusive));
} public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<>(m.tailMap(fromElement, inclusive));
} public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {
return subSet(fromElement, true, toElement, false);
} public SortedSet<E> headSet(E toElement) {
return headSet(toElement, false);
} public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {
return tailSet(fromElement, true);
}

返回比较器

    public Comparator<? super E> comparator() {
return m.comparator();
}

返回某些特定元素的操作

    //返回集合的第一个元素
public E first() {
return m.firstKey();
} //返回集合的最后一个元素
public E last() {
return m.lastKey();
} //返回比e小的最大元素,不包括e
public E lower(E e) {
return m.lowerKey(e);
} //返回比e小的最大元素,包括e
public E floor(E e) {
return m.floorKey(e);
} //返回比e大的最小元素,包括e
public E ceiling(E e) {
return m.ceilingKey(e);
} //返回比e大的最小元素,不包括e
public E higher(E e) {
return m.higherKey(e);
} //返回并删除第一个元素
public E pollFirst() {
Map.Entry<E,?> e = m.pollFirstEntry();
return (e == null) ? null : e.getKey();
} //返回并删除最后一个元素
public E pollLast() {
Map.Entry<E,?> e = m.pollLastEntry();
return (e == null) ? null : e.getKey();
}

支持clone

    public Object clone() {
TreeSet<E> clone;
try {
clone = (TreeSet<E>) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError(e);
} clone.m = new TreeMap<>(m);
return clone;
}

支持序列化和反序列化

    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden stuff
s.defaultWriteObject(); // Write out Comparator
s.writeObject(m.comparator()); // Write out size
s.writeInt(m.size()); // Write out all elements in the proper order.
for (E e : m.keySet())
s.writeObject(e);
} private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden stuff
s.defaultReadObject(); // Read in Comparator
@SuppressWarnings("unchecked")
Comparator<? super E> c = (Comparator<? super E>) s.readObject(); // Create backing TreeMap
TreeMap<E,Object> tm = new TreeMap<>(c);
m = tm; // Read in size
int size = s.readInt(); tm.readTreeSet(size, s, PRESENT);
}

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