Java TreeMap详解

什么是TreeMap

TreeMap是Java集合框架中的一种有序映射，它继承自抽象类AbstractMap并实现了NavigableMap接口。在TreeMap中，键值对是按照键的自然顺序或者自定义排序规则进行排序的。TreeMap基于红黑树（Red-Black Tree）实现，因此插入、删除和查找的时间复杂度均为O(log n)。

TreeMap和HashMap的区别

与HashMap不同的是，TreeMap中的键值对是按照键的顺序进行排序的，而HashMap则不保证顺序。另外，TreeMap的键必须是可比较的（实现了Comparable接口或者被提供的Comparator所比较），而HashMap的键则不需要。

TreeMap的基本操作

创建TreeMap对象

TreeMap<K, V> treeMap = new TreeMap<>();

K和V分别代表键和值的类型。此处创建了一个空的TreeMap对象。

添加键值对

treeMap.put(key, value);

通过调用put方法，我们可以向TreeMap中添加键值对。如果键已经存在，则会更新对应的值。

获取值

V value = treeMap.get(key);

get方法返回指定键所对应的值，如果不存在则返回null。

判断键是否存在

boolean containsKey = treeMap.containsKey(key);

containsKey方法用于判断指定的键是否存在于TreeMap中。

删除键值对

treeMap.remove(key);

通过remove方法可以删除指定的键值对。

获取TreeMap的大小

int size = treeMap.size();

size方法返回TreeMap中键值对的数量。

遍历TreeMap

for (Map.Entry<K, V> entry : treeMap.entrySet()) {
    K key = entry.getKey();
    V value = entry.getValue();
    // 对键值对进行操作
}

可以使用entrySet方法获得TreeMap中所有的键值对，并通过循环遍历对每个键值对进行操作。

TreeMap的排序方式

TreeMap中的元素是有序的，排序的方式可以通过两种方式实现：
1. 键的自然顺序：如果键实现了Comparable接口，TreeMap将根据键的自然顺序进行排序。
2. 提供外部的比较器（Comparator）：如果自然顺序不符合需求，可以通过传入一个比较器来指定排序规则。

键的自然顺序

如果键实现了Comparable接口，例如String、Integer等类，那么TreeMap将按照键的自然顺序进行排序。下面的示例展示了使用String作为键的TreeMap，并按照键的自然顺序进行排序：

TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("apple", 1);
treeMap.put("banana", 2);
treeMap.put("cherry", 3);
System.out.println(treeMap);

输出：

{apple=1, banana=2, cherry=3}

使用自定义比较器

如果键没有实现Comparable接口，或者希望使用不同的排序规则，可以通过传入自定义的比较器来实现。下面的示例展示了使用自定义的比较器对键进行排序：

TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>(new Comparator<String>() {
    public int compare(String s1, String s2) {
        return s2.compareTo(s1); // 反向排序
    }
});

treeMap.put("apple", 1);
treeMap.put("banana", 2);
treeMap.put("cherry", 3);
System.out.println(treeMap);

输出：