Java教程-Java TreeSet类

Java TreeSet类

Java TreeSet类实现了使用树进行存储的Set接口。它继承了AbstractSet类并实现了NavigableSet接口。TreeSet类的对象按升序存储。

关于Java TreeSet类的重要点有：

• Java TreeSet类仅包含唯一元素，就像HashSet一样。
• Java TreeSet类的访问和检索时间非常快。
• Java TreeSet类不允许空元素。
• Java TreeSet类是非同步的。
• Java TreeSet类维护升序。
• Java TreeSet类仅包含唯一元素，就像HashSet一样。
• Java TreeSet类的访问和检索时间非常快。
• Java TreeSet类不允许空元素。
• Java TreeSet类是非同步的。
• Java TreeSet类维护升序。
• TreeSet只能允许可比较的泛型类型。例如，StringBuffer类实现了Comparable接口。

TreeSet类的内部工作原理

TreeSet使用二叉搜索树实现，它是自平衡的，就像红黑树一样。因此，搜索、删除和添加等操作的时间复杂度为O(log(N))。这是因为二叉搜索树是自平衡的，它确保了树的高度对于所有这些操作都不会超过O(log(N))。因此，它是一种有效的数据结构，用于存储排序的大量数据并对其执行操作。

TreeSet类的同步

如上所述，TreeSet类不是同步的。这意味着如果多个线程同时访问一个TreeSet，并且其中一个访问线程对其进行修改，那么必须手动进行同步。通常情况下，可以通过对封装集合的某个对象进行同步来实现。但是，在找不到这样的对象的情况下，可以使用Collections.synchronizedSet()方法对集合进行包装。建议在创建时使用该方法，以避免对集合进行不同步的访问。以下代码片段显示了相同的情况。

TreeSet treeSet = new TreeSet();

Set syncrSet = Collections.synchronziedSet(treeSet);

TreeSet类的层次结构

如上图所示，Java TreeSet类实现了NavigableSet接口。NavigableSet接口按层次顺序扩展了SortedSet、Set、Collection和Iterable接口。

TreeSet类的声明

让我们看一下java.util.TreeSet类的声明。

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

Java TreeSet类的构造函数

构造函数	描述
TreeSet()	构造一个空的树集，根据树集的自然顺序按升序排序。
TreeSet(Collection<? extends E> c)	构造一个包含集合c中元素的新树集。
TreeSet(Comparator<? super E> comparator)	构造一个空的树集，根据给定的比较器进行排序。
TreeSet(SortedSet<E> s)	构造一个包含给定SortedSet中元素的TreeSet。

Java TreeSet类的方法

方法	描述
boolean add(E e)	如果该集合中尚未包含指定元素，则将其添加到集合中。
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	将指定集合中的所有元素添加到该集合中。
E ceiling(E e)	返回集合中与指定元素相等或大于它的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回null。
Comparator<? super E> comparator()	返回用于排序的比较器。
Iterator descendingIterator()	以降序遍历元素的迭代器。
NavigableSet descendingSet()	返回按照相反顺序排列的元素集合。
E floor(E e)	返回集合中与指定元素相等或小于它的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回null。
SortedSet headSet(E toElement)	返回小于指定元素的元素组成的子集。
NavigableSet headSet(E toElement, boolean inclusive)	返回小于或等于（如果inclusive为true）指定元素的元素组成的子集。
E higher(E e)	返回集合中与指定元素相等或大于它的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回null。
Iterator iterator()	以升序遍历元素的迭代器。
E lower(E e)	返回集合中与指定元素相等或小于它的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回null。
E pollFirst()	检索并移除最低（第一个）元素。
E pollLast()	检索并移除最高（最后一个）元素。
Spliterator spliterator()	创建一个后期绑定且快速失败的元素Spliterator。
NavigableSet subSet(E fromElement, boolean fromInclusive, E toElement, boolean toInclusive)	返回处于给定范围内的元素的子集。
SortedSet subSet(E fromElement, E toElement))	返回处于给定范围内的元素的子集，包括fromElement但不包括toElement。
SortedSet tailSet(E fromElement)	返回大于或等于指定元素的元素组成的子集。
NavigableSet tailSet(E fromElement, boolean inclusive)	返回大于或等于（如果inclusive为true）指定元素的元素组成的子集。
boolean contains(Object o)	如果该集合包含指定的元素，则返回true。
boolean isEmpty()	如果该集合不包含任何元素，则返回true。
boolean remove(Object o)	如果集合中存在指定的元素，则从集合中移除它。
void clear()	从集合中移除所有元素。
Object clone()	返回此TreeSet实例的浅表副本。
E first()	返回当前排序集中的第一个（最低）元素。
E last()	返回当前排序集中的最后一个（最高）元素。
int size()	返回集合中的元素数量。

Java TreeSet示例

Java TreeSet示例1：

让我们看一个简单的Java TreeSet示例。

文件名： TreeSet1.java

import java.util.*;

class TreeSet1 {
   public static void main(String args[]) {
      // Creating and adding elements
      TreeSet<String> al = new TreeSet<String>();
      al.add("Ravi");
      al.add("Vijay");
      al.add("Ravi");
      al.add("Ajay");
      
      // Traversing elements
      Iterator<String> itr = al.iterator();
      while(itr.hasNext()) {
         System.out.println(itr.next());
      }
   }
}

输出：

Ajay
Ravi
Vijay

Java TreeSet示例2：

让我们看一个按降序遍历元素的示例。

文件名： TreeSet2.java

import java.util.*;

class TreeSet2 {
   public static void main(String args[]) {
      TreeSet<String> set = new TreeSet<String>();
      set.add("Ravi");
      set.add("Vijay");
      set.add("Ajay");
      
      System.out.println("Traversing elements through Iterator in descending order");
      Iterator<String> i = set.descendingIterator();
      while(i.hasNext()) {
         System.out.println(i.next());
      }
   }
}

输出：

Traversing elements through Iterator in descending order
Vijay
Ravi
Ajay

Java TreeSet示例3：

让我们看一个检索并移除最高值和最低值的示例。

文件名： TreeSet3.java

import java.util.*;

class TreeSet3 {
   public static void main(String args[]) {
      TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
      set.add(24);
      set.add(66);
      set.add(12);
      set.add(15);
      
      System.out.println("Lowest Value: " + set.pollFirst());
      System.out.println("Highest Value: " + set.pollLast());
   }
}

输出：

Lowest Value: 12
Highest Value: 66

Java TreeSet示例4：

在这个示例中，我们执行了各种NavigableSet操作。

文件名： TreeSet4.java

import java.util.*;

class TreeSet4 {
   public static void main(String args[]) {
      TreeSet<String> set = new TreeSet<String>();
      set.add("A");
      set.add("B");
      set.add("C");
      set.add("D");
      set.add("E");
      
      System.out.println("Initial Set: " + set);
      
      System.out.println("Reverse Set: " + set.descendingSet());
      
      System.out.println("Head Set: " + set.headSet("C", true));
      
      System.out.println("SubSet: " + set.subSet("A", false, "E", true));
      
      System.out.println("TailSet: " + set.tailSet("C", false));
   }
}

输出：

Initial Set: [A, B, C, D, E]
Reverse Set: [E, D, C, B, A]
Head Set: [A, B, C]
SubSet: [B, C, D, E]
TailSet: [D, E]