Java中的TreeMap descendingMap()方法详解
Java中的 TreeMap 是一种基于红黑树的映射实现。TreeMap类提供了descendingMap()方法,它可以返回一个具有相反顺序的映射视图。本文将介绍TreeMap descendingMap()方法的定义、用法和示例代码,并分析其时间复杂度和内部实现。
TreeMap descendingMap()方法的定义
TreeMap descendingMap()方法用于返回一个反转顺序的映射视图,即按照键值的逆序存储映射数据。
TreeMap descendingMap()方法的用法
方法签名:public NavigableMap<K,V> descendingMap()
返回值:一个包含逆序存储映射数据的映射视图
示例代码:
import java.util.TreeMap;
import java.util.NavigableMap;
public class TreeMapExample {
public static void main(String[] args) {
TreeMap<String, String> tree_map = new TreeMap<String, String>();
tree_map.put("a", "apple");
tree_map.put("b", "banana");
tree_map.put("c", "cherry");
tree_map.put("d", "date");
tree_map.put("e", "elderberry");
NavigableMap<String, String> descending_tree_map = tree_map.descendingMap();
System.out.println("Original TreeMap:");
System.out.println(tree_map);
System.out.println("Descending TreeMap:");
System.out.println(descending_tree_map);
}
}
输出结果:
Original TreeMap:
{a=apple, b=banana, c=cherry, d=date, e=elderberry}
Descending TreeMap:
{e=elderberry, d=date, c=cherry, b=banana, a=apple}
示例程序创建了一个TreeMap对象并插入了5个元素。然后,使用descendingMap()方法返回了一个新的逆序映射对象。在输出中,我们可以看到原始TreeMap中的键值与出现顺序相同,而第二个输出中的键值以相反的顺序出现。
TreeMap descendingMap()方法的时间复杂度
从概念上讲,descendingMap()方法返回一个新的TreeMap对象,其中键值的顺序被反转。在实现上,Java使用红黑树维护Map。由于Java TreeMap的实现允许在O(log n)时间内执行常规操作,因此该方法的时间复杂度可以认为是O(log n)。
TreeMap descendingMap()方法的内部实现
在Java中,TreeMap对象使用红黑树(BaseTree)来实现TreeMap类。这个类实现了NavigableMap接口,它提供了descendingMap()方法。
public NavigableMap<K,V> descendingMap() {
return new DescendingSubMap<>(this,
true, fromStart,
true, toEnd,
false, null,
false);
}
此方法返回一个具有特殊比较顺序的NavigableMap视图。这个view是基于同一treemap实例的子映射。返回的视图通过调用DescendingSubMap
构造函数创建。
private static final class DescendingSubMap<K,V>
extends NavigableSubMap<K,V>
implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 912986545866124060L;
DescendingSubMap(TreeMap<K,V> m,
boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,
boolean toEnd, K hi, boolean hiInclusive,
boolean hasNone) {
super(m,
fromStart, lo, loInclusive,
toEnd, hi, hiInclusive,
hasNone);
}
private transient NavigableMap<K,V> descendingMapView;
private transient EntrySetView descendingEntrySetView;
@Override
public NavigableMap<K,V> descendingMap() {
return descendingMapView != null ?
descendingMapView :
(descendingMapView =
new AscendingSubMap<>(m,
fromStart, lo, loInclusive,
toEnd, hi, hiInclusive,
hasNone));
}
@Override
public Set<Entry<K,V>>entrySet() {
return entrySet().descendingIterator();
}
@Override
Iterator<Entry<K,V>> descendingEntryIterator() {
return entryIterator(descend);
}
}
上面的代码显示了DescendingSubMap类的代码。它继承自NavigableSubMap类,实现了一个可反转的子映射。在该类的构造方法中,它按参数创建了一个NavigableSubMap对象,并按照需要调整子映射的边界。此外,DescendingSubMap类还覆盖了entrySet()方法,并将其绑定到现有的entrySet()迭代器的反向迭代器。
当调用descendingMap()方法时,DescendingSubMap类返回一个新的AscendingSubMap对象。这个对象是由同一个TreeMap对象和相反的比较顺序创建的。通过这种方式,这个方法实现了一个两倍大小的数组比较,这是TreeMap实现红黑树实例时的基本操作,所以时间复杂度为O(log n)。
结论
本文介绍了Java中的TreeMap descendingMap()方法的定义、用法和示例代码,并分析了其时间复杂度和内部实现。在使用降序存储排序数据时,descendingMap()方法可以节省开发人员对数据的计算和重排序。由于该方法使用红黑树进行实现,因此性能优秀,可以在O(log n)时间内查找、插入和删除元素。