SortedSet和TreeSet

Posted 2021-02-01 siwnchh

SortedSet（1.5）
 SortedSet是个接口，它里面的（只有TreeSet这一个实现可用）中的元素一定是有序的。
 保证迭代器按照元素递增顺序遍历的集合，可以按照元素的自然顺序（参见 Comparable）进行排序， 或者按照创建有序集合时提供的 Comparator进行排序。要采用此排序，
 还要提供一些其他操作（此接口是 SortedMap 的集合对应物）。
 插入有序集合的所有元素都必须实现 Comparable 接口（或者被指定的 Comparator 所接受）。
 另外，所有这些元素都必须是可相互比较的：e1.compareTo(e2)
 （或 comparator.compare(e1, e2)）对于有序集合中的任意元素 e1 和 e2 都不能抛出 ClassCastException。
 试图违反这些限制将导致违反规则的方法或者构造方法调用抛出 ClassCastException。
 注意，如果有序集合正确实现了 Set 接口，则有序集合所保持的顺序（无论是否明确提供了比较器）
 都必须保持相等一致性（相等一致性 的精确定义请参阅 Comparable 接口或 Comparator 接口）。
 这也是因为 Set 接口是按照 equals 操作定义的，但有序集合使用它的 compareTo（或 compare）方法对所有元素进行比较，
 因此从有序集合的观点来看，此方法认为相等的两个元素就是相等的。
 即使顺序没有保持相等一致性，有序集合的行为仍然是 定义良好的，
 只不过没有遵守 Set 接口的常规协定。
 所有通用有序集合实现类都应该提供 4 个“标准”构造方法：
 1) void（不带参数）构造方法，创建空的有序集合，按照元素的自然顺序 排序。
 2) 带有一个 Comparator 类型参数的构造方法，创建一个空的有序集合，根据指定的比较器排序。
 3) 带有一个 Collection 类型参数的构造方法，创建一个元素与参数相同的有序集合，按照元素的自然顺序排序。
 4) 带有一个 SortedSet 类型参数的构造方法，创建一个新的有序集合，元素及排序方法与输入的有序集合相同。
 除了 JDK 实现（TreeSet 类）遵循此建议外，无法保证强制实施此建议（因为接口不能包含构造方法）。

声明的主要接口

Public Methods
abstract Comparator<? super E>	comparator() Returns the comparator used to compare elements in this SortedSet. 返回与此有序集合关联的比较器，如果使用元素的自然顺序，则返回 null。
abstract E	first() Returns the first element in this SortedSet. 返回此有序集合中当前第一个（最小的）元素。
abstract SortedSet<E>	headSet(E end) Returns a SortedSet of the specified portion of this SortedSet which contains elements less than the end element. 用一个SortedSet, 返回此有序集合中小于end的所有元素。
abstract E	last() Returns the last element in this SortedSet. 返回此有序集合中最后一个（最大的）元素
abstract SortedSet<E>	subSet(E start, E end) Returns a SortedSet of the specified portion of this SortedSet which contains elements greater or equal to the start element but less than the end element. 返回此有序集合的部分元素，元素范围从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。
abstract SortedSet<E>	tailSet(E start) Returns a SortedSet of the specified portion of this SortedSet which contains elements greater or equal to the start element. 返回此有序集合的部分元素，其元素大于或等于 fromElement。

注意1:SortedSet意思是“根据对象的比较顺序”，而不是“插入顺序”进行排序.
注意2:关于SortedSet的更多信息请参阅下面的它唯一实现类TreeSet。
TreeSet
 TreeSet类实现Set 接口，该接口由TreeMap 实例支持。此类保证排序后的 set 按照升序排列元素，
 根据使用的构造方法不同，可能会按照元素的自然顺序 进行排序（参见 Comparable），
 或按照在创建 set 时所提供的比较器进行排序。
 此实现为基本操作（add、remove 和 contains）提供了可保证的 log(n) 时间开销。
 注意，如果要正确实现 Set 接口，则 set 所维护的顺序（是否提供了显式比较器）
 必须为与等号一致（请参阅与等号一致 精确定义的 Comparable 或 Comparator）。
 这 是因为 Set 接口根据 equals 操作进行定义，但 TreeSet 实例将使用其 compareTo（或 compare）方法执行所有的键比较，
 因此 从 set 的角度出发，该方法认为相等的两个键就是相等的。即使 set 的顺序与等号不一致，其行为也是 定义良好的；
 它只是违背了 Set 接口的常规协定。
 
 注意，此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个 set，而其中至少一个线程修改了该 set，那么它必须 保持外部同步
 。通常通过对某个自然封装该 set 的对象进行同步来实现此操作。如果不存在此类对象，
 则 set 就应该使用Collections.synchronizedSet 方法进行“包装”。此操作最好在创建时进行，以防止对 set 的意外非同步访问：
     SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));
 此类的 iterator 方法返回的迭代器是快速失败的：如果在迭代器创建后的任意时间修改 set
 （通过迭代器本身 remove 方法之外的任何其他方式），迭代器将抛出 ConcurrentModificationException。
 因此，在并发修改时，迭代器将快速而彻底地失败，而不会在以后的不确定时间有出现任意、无法确定行为的危险。
 注意，无法保证迭代器的快速失败行为，因为通常来说，不可能在非同步并发修改的情况下提供任何硬性保证。
 快速失败的迭代器将尽量抛出 ConcurrentModificationException。因此，为了获得其准确性而编写依赖此异常的程序的做法是错误的：
 迭代器的快速失败行为应当仅用于检测 bug。
注意1：允许 null 元素.
注意2:实现不同步的，不是线程安全的。
注意3:TreeSet 实例将使用其 compareTo（或 compare）方法执行所有的键比较，
 认为两个对象的键相等就表示它们两个对象是相等的。它违背了 Set 接口的常规协定。
注意4:此类的iterator方法返回的迭代器是快速失败 的：在创建迭代器之后，如果对集合进行修改，
 除非通过迭代器自身的 remove 方法，否则在任何时间以任何方式对其进行修改，
 Iterator 都将抛出 ConcurrentModificationException
注意5:iterator()返回的迭代器，里面的元素是以升序排序的.
注意6：当试图添加一个重复元素到TreeSet时，新元素并不会把旧元素替换掉，
 而只是新元素不会添加到TreeSet（不会抛异常。）
注意7：TreeSet用了一种叫红黑树的数据结构【red-black tree data structure】来为元素排序，
实例1：
import java.util.Comparator;
import java.util.Random;
import java.util.TreeSet;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Test {
 /**
  * @param args
  */
 public static void main(String[] args) {
  PeopleComparator comparator=new PeopleComparator(); 
  TreeSet<People> set=new TreeSet(comparator);
  set.add(new People("robin",1,21));
  set.add(new People("hb",2,20));
  set.add(new People("harry",9,30));
  set.add(null);
  People p4=new People("robin",4,25);
  set.add(p4);
  set.add(new People("yp",5,28));
  set.add(new People("yp2",8,28));
  for(People p:set)
   System.out.println(p);
 }
}
class People{
 String name;
 int id;
 int age;
 public People(String name,int id)
 {
  this(name,id,0);
 }
 public People(String name,int id,int age)
 {
  this.name=name;
  this.id=id;
  this.age=age;
 }
 public String toString()
 {
  return id+name+age;
 }
}
class PeopleComparator implements Comparator<People>
{
 @Override
 public int compare(People p0, People p1) {
  if(p0==p1)
   return 0;
  if(p0!=null&&p1==null)
   return 1;
  else if(p0==null&&p1!=null)
   return -1;
  if (p0.id>p1.id)
   return 1;
  else if (p0.id<p1.id)
   return -1;
  else
  return 0;
 }
}

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