TreeSet集合解析

　　TreeSet是实现Set接口的实现类。所以它存储的值是唯一的，同时也可以对存储的值进行排序，排序用的是二叉树原理。所以要理解这个类，必须先简单理解一下什么是二叉树。

二叉树原理简析

　　假如有这么一个集合TreeSet<Integer>是[5,11,6,5,23,14]

　　用二叉树是怎么排序的呢？

　　二叉树遍历方法比较多，有兴趣自己百度看下吧。这里只需要知道元素是怎么插入到二叉树即可。小的存储在左边(负数)，大的存储在右边(正数)，相等不存储。

TreeSet的基本使用

@Test
    public void test() {
        Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
        set.add(2);
        set.add(22);
        set.add(24);
        set.add(2);
        for (int i : set) {
            System.out.println(i);
        }
    }

输出结果

2
22
24

　　可以知道，TreeSet集合不仅可以保证集合元素的唯一性，还可以排序。

　　如果TreeSet里面存储的是对象呢？会出现什么情况呢？

public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User("Kevin", 72);
        User u2 = new User("Jack", 22);
        User u3 = new User("Erik", 32);
        User u4 = new User("Blank", 72);
        Set<User> set = new TreeSet<User>();
        set.add(u1);
        set.add(u2);
        set.add(u3);
        set.add(u4);
        for (User u :
                set) {
            System.out.println(u);
        }
    }

输出结果

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.kevin.exercise10.User cannot be cast to java.lang.Comparable
    at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:542)
    at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:238)
    at com.kevin.exercise10.TreeSetTest.main(TreeSetTest.java:23)

　　报错了，因为集合里面的是对象，对象不能转换为比较可比较对象。

　　如果想根据年龄排序，打印出各个对象(toString方法)，应该怎么做呢？在API里面搜索一下Comparable，发现是个接口，那么我们就可以让Students类实现Comparable接口方法，这样Students对象就成为了可比较对象了。

　　User类实现Comparable接口方法：

public class User implements Comparable<User> {
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(User u) {
        int num = this.age - u.age;
        return this.age - u.age;
    }

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public User() {

    }
}

　　为什么是this.age-u.age？this.age代表调用时的对象的age，返回的如果是正数（比u.age大），就存储在右边。返回的是如果是负数（比u.age小），就存储在左边。如果等于0，就不存储。

　　这就出问题了，如果两个人不同名字，同样年龄，this.age - o.age = 0，不就存不进二叉树了吗？

验证一下：

public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User("Kevin", 72);
        User u2 = new User("Jack", 22);
        User u3 = new User("Erik", 32);
        User u4 = new User("Blank", 72);
        Set<User> set = new TreeSet<User>();
        set.add(u1);
        set.add(u2);
        set.add(u3);
        set.add(u4);
        for (User u :
                set) {
            System.out.println(u);
        }
    }

输出结果：

User{name='Jack', age=22}
User{name='Erik', age=32}
User{name='Kevin', age=72}

　　所以需要改进一下User类的compareTo方法，保证同年龄，但是不同名字的学生也能存进二叉树。

@Override
    public int compareTo(User u) {
        int num = this.age - u.age;
        return num == 0 ? this.name.compareTo(u.name) : num;
    }

　　这样就可以把四个不同的对象存储进来，并且先按照年龄排序，年龄相同的再按照字符串排序。

输出结果：

User{name='Jack', age=22}
User{name='Erik', age=32}
User{name='Blank', age=72}
User{name='Kevin', age=72}

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除了这种方式可以实现排序以外，还有一种方式可以实现排序。

　　TreeSet有这么一个构造方法：

　　TreeSet(Comparator<? super E> comparator) 构造一个新的，空的树集，根据指定的比较器进行排序。

　　Comparator是什么呢？API文档看一下：Interface Comparator<T>，是一个接口，里面有一个要实现的接口方法：int compare(T o1, T o2) 比较其两个参数的顺序。

　　例如，我们要对字符串的长度进行排序，长度相同的安装字符串排序：

public class TreeSetTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> set = new TreeSet<String>(new SortedByLen());
        set.add("abc");
        set.add("abcd");
        set.add("b");
        set.add("a");
        set.add("abab");
        System.out.println(set);
    }
}

class SortedByLen implements Comparator<String> {
    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        int num = s1.length() - s2.length();
        return num == 0 ? s1.compareTo(s2) : num;
    }

}

　　需要注意的是重写compare方法的o1,o2。o1代表调用的对象，o2代表集合中的对象。两种实现排序方式视情况而用。

(1)自然顺序(Comparable)

• TreeSet类的add()方法中会把存入的对象提升为Comparable类型
• 调用对象的compareTo()方法和集合中的对象比较
• 根据compareTo()方法返回的结果进行存储

(2)比较器顺序(Comparator)

• 创建TreeSet的时候可以指定一个Comparator
• 如果传入了Comparator的子类对象，那么TreeSet就会按照比较器中的顺序排序
• 调用的对象是compare方法的第一个参数，集合中的对象是compare方法的第二个参数

(3)两种方式的区别

• TreeSet构造函数什么都不传，默认按照类中Comparable的顺序(没有就报错ClassCastException)
• TreeSet如果传入Comparator，就优先按照Comparator

　　如果不想保证元素的唯一性，改一下compare方法就可以了，永远不要让它返回0。

原文参考【https://www.javazhiyin.com/】