java集合----TreeSet

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一.前言

TreeSet 是java 集合中 Set 分支下的一个集合，其存储的元素会根据 key 的大小进行排序，下面就看看 TreeSet 的具体实现。

二.分析

1.简介

下面引用自源码的注释翻译

TreeSet 是基于 TreeMap 的 NavigableSet 实现。使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建 set 时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。

此实现为基本操作（add、remove 和 contains）提供受保证的 log(n) 时间开销。

注意，如果要正确实现 Set 接口，则 set 维护的顺序（无论是否提供了显式比较器）必须与 equals 一致。（关于与 equals 一致 的精确定义，请参阅 Comparable 或 Comparator。）这是因为 Set 接口是按照 equals 操作定义的，但 TreeSet 实例使用它的 compareTo（或 compare）方法对所有元素进行比较，因此从 set 的观点来看，此方法认为相等的两个元素就是相等的。即使 set 的顺序与 equals 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 TreeSet，而其中至少一个线程修改了该 set，那么它必须 外部同步。这一般是通过对自然封装该 set 的对象执行同步操作来完成的。如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedSortedSet 方法来“包装”该 set。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：在创建迭代器之后，如果从结构上对 set 进行修改，除非通过迭代器自身的 remove 方法，否则在其他任何时间以任何方式进行修改都将导致迭代器抛出 ConcurrentModificationException。因此，对于并发的修改，迭代器很快就完全失败，而不会冒着在将来不确定的时间发生不确定行为的风险。

注意，迭代器的快速失败行为无法得到保证，一般来说，存在不同步的并发修改时，不可能作出任何肯定的保证。快速失败迭代器尽最大努力抛出 ConcurrentModificationException。因此，编写依赖于此异常的程序的做法是错误的，正确做法是：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测 bug。

总结如下：

  • TreeSet 的内部实现是通过 TreeMap 来支持的
  • TreeSet 的查找添加删除等操作的时间复杂度都是 O(logn)
  • TreeSet 的比较是通过 compare 或者 compareTo 来判断的或者排序的
  • TreeSet 不是线程安全的，如果需要同步可以需要 synchronizedSortedSet 进行同步的包装。
  • TreeSet 的迭代器采用的快速失败的机制，也就是说如果生成了一个迭代器，如果这个时候对集合进行了修改，迭代器就会失效，除非是迭代器的 remove 方法。
2.变量
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//提供支持的 map
private transient NavigableMap<E,Object> m;
//因为内部的实现是一个 Map , 所以就需要一个
//虚拟的 value 作为所有的 key 的  value
private static final Object PRESENT = new Object();
3.构造器
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TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
    this.m = m;
}

   
public TreeSet() {
    this(new TreeMap<>());
}


public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
    this(new TreeMap<>(comparator));
}

public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

   
public TreeSet(SortedSet<E> s) {
    this(s.comparator());
    addAll(s);
}

从上面的构造器中可以看出，对于普通的 TreeSet ，最后都是交由 TreeMap 去实现。

4.增删该查
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public int size() {
    return m.size();
}

   
public boolean isEmpty() {
    return m.isEmpty();
}

public boolean contains(Object o) {
    return m.containsKey(o);
}


public boolean add(E e) {
    return m.put(e, PRESENT)==null;
}


public boolean remove(Object o) {
    return m.remove(o)==PRESENT;
}

   
public void clear() {
    m.clear();
}

可以看到所有的实现，最后都对应着 TreeMap 的实现，
详细可以看这篇 java集合—-TreeMap，这里就不做重复地分析了。

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