Java中TreeMap和TreeSet的底层实现

Posted 2021-01-14 heyswing-1995

TreeSet底层则采用NavigableMap这个接口来保存TreeSet集合，而实际上NavigableMap只是一个接口，实际上TreeSet还是用TreeMap来保存set元素。

TreeSet初始化的时候会new 一个TreeMap进行初始化；

private transient NavigableMap<E,Object> m;

TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
        this.m = m;
}

 public TreeSet() {
        this(new TreeMap<E,Object>());

 }

......

TreeMap采用一种被称为“红黑树”的排序二叉树来保存Map中的的每个Entry——每个Entry都被当做红黑树的一个节点来对待；

TreeMap的插入就是一个“排序二叉树”算法：每当程序添加新节点时，总是从树的根节点开始比较，即将根节点当成当前节点，如果新增节点大于当前节点且当前节点的右节点存在，则以右节点作为当前节点；如果新增节点小于当前节点且当前节点的左节点存在，则以左节点作为当前节点；如果新增节点等于当前节点，则新增节点覆盖当前节点；直到某个节点的左右节点不存在，并结束循环；将新增的节点作为该节点的子节点，如果新增的节点大于该节点，则添加成该节点的右节点，如果新增的节点小于该节点，则添加成该节点的左节点；

TreeMap 根据Key来获取value。

相同点：

（1）都是有序集合，也就是说他们存储的值（key）都是排好序的。

（2）都是非同步的，因此它们不能在多线程之间共享，不过可以使用方法Collections.synchroinzedMap()或者Collections.synchroinzedSet()来实现同步。

（3）运行速度都要比Hash集合慢，它们内部对元素的操作时间复杂度为O(logN)，而HashMap和HashSet则为O(1)。

不同点：

（1）TreeSet和TreeMap实现的接口规范不同，分别实现Set和Map接口。

注意：

TreeSet和TreeMap要求存放的对象（对TreeMap来说是键值对映射的键）所属的类必须实现Comparable接口（或者通过Comparator实例化TreeSet和TreeMap对象），该接口提供了比较元素的compareTo()方法，当插入元素时会调用该方法比较元素的大小。

补充：

Collections工具类的sort方法有两种重载的形式：sort(List<T> list) 与sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)

第一种要求传入的待排序容器中存放的对象所属的类必须实现Comparable接口以实现元素的比较。
第二种不强制要求待排序容器中存放的对象所属的类必须实现Comparable接口，但是要求传入第二个参数，这个参数是Comparator接口的子类型（需要重写compare方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用（Java中对函数式编程的支持）。
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