java集合框架-TreeSet

介绍

TreeSet是Java集合框架中实现了SortedSet接口的有序集合。它是基于红黑树（Red-Black Tree）实现的，能够自动进行元素的排序，且具有很高的查找效率。与HashSet不同，TreeSet中的元素是按照其自然顺序排序的，或者根据构造函数中提供的Comparator排序。

TreeSet继承自AbstractSet类，并且实现了NavigableSet接口，它提供了一系列的方法来进行元素的插入、删除、查找和遍历操作。同时，它还提供了一些用于排序和检索的方法，如first()、last()、ceiling()、floor()等。

由于TreeSet是有序的集合，所以它适用于那些需要对集合进行排序的场景，例如需要按照字母顺序或者数字大小进行排序的场景。

使用方法

构造函数

TreeSet提供了以下两个构造函数：

• TreeSet()：创建一个默认的空TreeSet，其中的元素将按照自然顺序进行排序。
• TreeSet(Comparator<? super E> comparator)：创建一个空的TreeSet，其中的元素将按照指定的比较器进行排序。

其中，Comparator是一个函数式接口，用于比较两个对象的大小关系。如果我们不提供Comparator参数，TreeSet将使用元素自身的自然顺序进行排序，如果元素不实现Comparable接口，则会抛出ClassCastException异常。

下面是一个使用自然顺序进行排序的示例：

TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("orange");
System.out.println(set); // 输出结果：[apple, banana, orange]

在这个示例中，我们首先创建了一个TreeSet，然后向其中添加了三个字符串元素"apple"、"banana"和"orange"，最后使用println()方法打印集合，可以看到集合中的元素是按照字母顺序进行排序的。

添加和删除元素

TreeSet提供了add()和remove()方法来添加和删除元素，它们的语法和用法与HashSet和LinkedHashSet中的相同，不再赘述。

查找元素

与HashSet和LinkedHashSet不同的是，TreeSet提供了一些用于查找元素的方法，如first()、last()、ceiling()、floor()等。这些方法将返回一个与给定元素相关联的元素。其中：

• first()方法返回TreeSet中的第一个（最小的）元素。
• last()方法返回TreeSet中的最后一个（最大的）元素。
• ceiling(E e)方法返回在TreeSet中大于或等于给定元素e的最小元素，如果不存在这样的元素，则返回null。
• floor(E e)方法返回在TreeSet中小于或等于给定元素e的最大元素，如果不存在这样的元素，则返回null。

下面是一个示例：

TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();
set.add(1);
set.add(3);
set.add(5);
set.add(7);
set.add(9);
System.out.println(set.first()); // 输出结果：1
System.out.println(set.last()); // 输出结果：9
System.out.println(set.ceiling(6)); // 输出结果：7
System.out.println(set.floor(4)); // 输出结果：3

在这个示例中，我们首先创建了一个TreeSet，然后向其中添加了五个整数元素1、3、5、7和9。接着，我们使用first()和last()方法分别获取集合中的第一个和最后一个元素，使用ceiling()方法获取大于等于6的最小元素，使用floor()方法获取小于等于4的最大元素。