极客笔记Java中的TreeSet
在Java中，我们通常使用集合来存储数据。集合框架是一个提供集合类（实现了集合接口）的统一架构，用于处理数据集合。它提供了通用的工具，如添加、删除和搜索等，使得开发人员能够轻松地管理和操作集合。其中，TreeSet是一个基于红黑树的实现，它可以对元素进行排序。本文将深入介绍Java中的TreeSet。
TreeSet概述
TreeSet是Java集合框架下的一个类，继承了AbstractSet类，实现了NavigableSet接口。它是一个有序的集合，底层是基于红黑树实现的。在TreeSet中，元素按照升序排列。允许添加null元素，但只能有一个。在集合的迭代中，所有的元素都是按照升序排列的。如果您要按照降序进行迭代，可以使用descendingIterator（）方法。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
import java.util.Iterator;
public class TreeSetExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
Iterator<String> iterator = treeSet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
String animal = iterator.next();
System.out.println(animal);
}
}
}
输出：
Cat
Lion
Tree
Zebra
从输出可以看出，TreeSet自动对插入的元素按照字母表顺序进行了排序。
TreeSet的构造函数
TreeSet有5个构造函数，具体如下：
TreeSet()
TreeSet(Collection<? extends E> c)
TreeSet(Comparator<? super E> comparator)
TreeSet(SortedSet<E> s)
TreeSet(E e)
这些构造函数分别表示：
- 创建一个空TreeSet。
- 创建一个包含指定集合所有元素的TreeSet。
- 创建使用指定比较器进行排序的TreeSet。
- 创建一个包含指定SortedSet所有元素的TreeSet。
- 创建一个只包含一个元素的TreeSet。
以下代码演示了三个构造函数的使用：
import java.util.TreeSet;
import java.util.Iterator;
public class TreeSetConstructorExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个空TreeSet
TreeSet<String> treeSet1 = new TreeSet<String>();
treeSet1.add("Zebra");
treeSet1.add("Cat");
treeSet1.add("Tree");
treeSet1.add("Lion");
System.out.println("treeSet1: " + treeSet1);
// 创建一个包含指定集合所有元素的TreeSet
TreeSet<String> treeSet2 = new TreeSet<String>();
treeSet2.add("Elephant");
treeSet2.add("Bear");
treeSet2.add("Dog");
TreeSet<String> treeSet3 = new TreeSet<String>(treeSet2);
System.out.println("treeSet3: " + treeSet3);
// 创建使用指定比较器进行排序的TreeSet
TreeSet<String> treeSet4 = new TreeSet<String>((s1, s2) -> s1.length() - s2.length());
treeSet4.add("Zebra");
treeSet4.add("Cat");
treeSet4.add("Tree");
treeSet4.add("Lion");
System.out.println("treeSet4: " + treeSet4);
}
}
输出：
treeSet1: [Cat, Lion, Tree, Zebra]
treeSet3: [Bear, Dog, Elephant]
treeSet4: [Cat, Lion, Tree, Zebra]
TreeSet的常用操作
添加元素
使用TreeSet添加元素与使用Set添加元素是相似的，只需调用add()方法即可。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetAddExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
删除元素
使用TreeSet删除元素与使用Set删除元素也是相似的，只需调用remove()方法即可。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetRemoveExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
treeSet.remove("Tree");
System.out.println(treeSet);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
[Cat, Lion, Zebra]
获取并删除第一个元素
在TreeSet中，可以使用pollFirst()方法获取并删除第一个元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetPollFirstExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String first = treeSet.pollFirst();
System.out.println(first);
System.out.println(treeSet);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Cat
[Lion, Tree, Zebra]
获取并删除最后一个元素
在TreeSet中，可以使用pollLast()方法获取并删除最后一个元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetPollLastExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String last = treeSet.pollLast();
System.out.println(last);
System.out.println(treeSet);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Zebra
[Cat, Lion, Tree]
获取第一个元素
在TreeSet中，可以使用first()方法获取第一个元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetFirstExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String first = treeSet.first();
System.out.println(first);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Cat
获取最后一个元素
在TreeSet中，可以使用last()方法获取最后一个元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetLastExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String last = treeSet.last();
System.out.println(last);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Zebra
获取比某个值小的最大元素
在TreeSet中，可以使用lower()方法来获取比某个值小的最大元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetLowerExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String lower = treeSet.lower("Tree");
System.out.println(lower);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Lion
获取比某个值大的最小元素在TreeSet中，可以使用higher()方法来获取比某个值大的最小元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetHigherExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String higher = treeSet.higher("Tree");
System.out.println(higher);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Zebra
获取比某个值小或等于的最大元素
在TreeSet中，可以使用floor()方法来获取比某个值小或等于的最大元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetFloorExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String floor = treeSet.floor("Tree");
System.out.println(floor);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Tree
获取比某个值大或等于的最小元素
在TreeSet中，可以使用ceiling()方法来获取比某个值大或等于的最小元素。以下是一个示例：
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetCeilingExample {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
treeSet.add("Zebra");
treeSet.add("Cat");
treeSet.add("Tree");
treeSet.add("Lion");
System.out.println(treeSet);
String ceiling = treeSet.ceiling("Tree");
System.out.println(ceiling);
}
}
输出：
[Cat, Lion, Tree, Zebra]
Tree
总结
本文介绍了Java中的TreeSet。TreeSet是一个基于红黑树的实现，它可以进行有序的元素排序。在TreeSet中，元素按照升序排列。允许添加null元素，但只能有一个。在集合的迭代中，所有的元素都是按照升序排列的。如果您想要按照降序进行迭代，可以使用descendingIterator()方法。我们还演示了TreeSet的常用操作，如添加元素、删除元素、获取并删除第一个元素、获取并删除最后一个元素、获取第一个元素、获取最后一个元素、获取比某个值小的最大元素、获取比某个值大的最小元素、获取比某个值小或等于的最大元素、获取比某个值大或等于的最小元素等。在实际应用中，TreeSet是一种很有用的工具，可以轻松地处理一组有序的元素。