Java深入了解TreeSet，和迭代器遍历方法

Map集合：链接: Map集合的五种遍历方式及Treemap方法
Set集合：链接: Java中遍历Set集合的三种方法
TreeSet集合：链接: Java深入了解TreeSet，和迭代器遍历方法
LIst集合：链接: Java中List集合的三种遍历方式(全网最详)
集合区别：链接: java中list，set，map集合的区别，及面试要点

Java中的TreeSet是Set的一个子类，TreeSet集合是用来对象元素进行排序的,同样他也可以保证元素的唯一。
那TreeSet为什么能保证元素唯一，它是怎样排序的呢？先看一段代码：

public static void demo() {
        TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>();
        ts.add(new Person("张三", 23));
        ts.add(new Person("李四", 13));
        ts.add(new Person("周七", 13));
        ts.add(new Person("王五", 43));
        ts.add(new Person("赵六", 33));
        
        System.out.println(ts);
    }

执行结果：

出错，会抛出一个异常：java.lang.ClassCastException
显然是出现了类型转换异常。原因在于我们需要告诉TreeSet如何来进行比较元素，如果不指定，就会抛出这个异常

如何解决：
如何指定比较的规则，需要在自定义类(Person)中实现Comparable接口，并重写接口中的compareTo方法

复制代码

public class Person implements Comparable<Person> {
    private String name;
    private int age;
    ...
    public int compareTo(Person o) {
        return 0;                //当compareTo方法返回0的时候集合中只有一个元素
        return 1;                //当compareTo方法返回正数的时候集合会怎么存就怎么取
        return -1;                //当compareTo方法返回负数的时候集合会倒序存储
    }
}
复制代码

为什么返回0，只会存一个元素，返回-1会倒序存储，返回1会怎么存就怎么取呢？原因在于TreeSet底层其实是一个二叉树机构，且每插入一个新元素(第一个除外)都会调用compareTo()方法去和上一个插入的元素作比较，并按二叉树的结构进行排列。

1. 如果将compareTo()返回值写死为0，元素值每次比较，都认为是相同的元素，这时就不再向TreeSet中插入除第一个外的新元素。所以TreeSet中就只存在插入的第一个元素。
2. 如果将compareTo()返回值写死为1，元素值每次比较，都认为新插入的元素比上一个元素大，于是二叉树存储时，会存在根的右侧，读取时就是正序排列的。
3. 如果将compareTo()返回值写死为-1，元素值每次比较，都认为新插入的元素比上一个元素小，于是二叉树存储时，会存在根的左侧，读取时就是倒序序排列的。

利用上述规则，我们就可以按照年龄来排序了。代码如图

public int compareTo(Person o) {
        int num = this.age - o.age;                //年龄是比较的主要条件
        return num == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : num;//姓名是比较的次要条件
    }
 

按照姓名排序(依据Unicode编码大小),代码如下：

public int compareTo(Person o) {
        int num = this.name.compareTo(o.name);        //姓名是主要条件
        return num == 0 ? this.age - o.age : num;    //年龄是次要条件
    }

按照姓名长度排序,代码如下：

public int compareTo(Person o) {
        int length = this.name.length() - o.name.length();                //比较长度为主要条件
        int num = length == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : length;    //比较内容为次要条件
        return num == 0 ? this.age - o.age : num;                        //比较年龄为次要条件
    }

以上是TreeSet如何比较自定义对象，接下来我们再来看一下TreeSet如何利用比较器比较元素。

需求:现在要制定TreeSet中按照String长度比较String。

复制代码
//定义一个类，实现Comparator接口，并重写compare()方法，
class CompareByLen /*extends Object*/ implements Comparator<String> {

    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {        //按照字符串的长度比较
        int num = s1.length() - s2.length();        //长度为主要条件
        return num == 0 ? s1.compareTo(s2) : num;    //内容为次要条件
    }
}
复制代码
 

复制代码
    public static void demo4() {

        //需求:将字符串按照长度排序
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new CompareByLen());        //Comparator c = new CompareByLen();
        ts.add("aaaaaaaa");
        ts.add("z");
        ts.add("wc");
        ts.add("nba");
        ts.add("cba");
        
        System.out.println(ts);
    }
复制代码
 

总结
特点
TreeSet是用来排序的, 可以指定一个顺序, 对象存入之后会按照指定的顺序排列
使用方式
a.自然顺序(Comparable)
TreeSet类的add()方法中会把存入的对象提升为Comparable类型
调用对象的compareTo()方法和集合中的对象比较
根据compareTo()方法返回的结果进行存储
b.比较器顺序(Comparator)
创建TreeSet的时候可以制定 一个Comparator
如果传入了Comparator的子类对象, 那么TreeSet就会按照比较器中的顺序排序
add()方法内部会自动调用Comparator接口中compare()方法排序
调用的对象是compare方法的第一个参数,集合中的对象是compare方法的第二个参数
c.两种方式的区别
TreeSet构造函数什么都不传, 默认按照类中Comparable的顺序(没有就报错ClassCastException)
TreeSet如果传入Comparator, 就优先按照Comparator

---

Java中 TreeMap和TreeSet算是java集合类里面比较有难度的数据结构。和普通的HashMap不一样，普通的HashMap元素存取的时间复杂度一般是O(1)的范围，而TreeMap内部对元素的操作复杂度为O(logn)。

    虽然在元素的存取方面TreeMap并不占优，但是它内部的元素都是排序的，当需要查找某些元素以及顺序输出元素的时候它能够带来比较理想的结果。可以说，TreeMap是一个内部元素排序版的HashMap。同样，TreeSet是一个封装了一个HashSet的成员变量来实现的，底层运用了红黑树的数据结构。

这里主要展现TreeSet的两种常用方法：

示例一：

public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new TreeSet<String>();
        set.add("abc");
        set.add("xyz");
        set.add("rst");
        
        System.out.println(set);//可以直接输出
        
        Iterator itSet = set.iterator();//也可以遍历输出
        while(itSet.hasNext())
            System.out.print(itSet.next() + "\t");
        System.out.println();
    }
}

输出结果为：

[abc, rst, xyz]
abc rst xyz

示例二：

//自定义数据类型，并在自定义的数据类型中实现CompareTo方法

class Teacher implements Comparable {  
    int num;  
    String name;  
  
    Teacher(String name, int num) {  
        this.num = num;  
        this.name = name;  
    }  
  
    public String toString() {  
        return "学号:" + num + " 姓名:" + name;  
    }  
  
    public int compareTo(Object o) {  
        Teacher ss = (Teacher) o;  
        int result = num > ss.num ? 1 : (num == ss.num ? 0 : -1);  
        if (result == 0) {  
            result = name.compareTo(ss.name);  
        }  
        return result;  
    }  
}  
  
public class TreeSetTest {  
    public static void main(String[] args) {          
        Set<Teacher> treeSet = new TreeSet<Teacher>();  
        treeSet.add(new Teacher("zhangsan", 2));  
        treeSet.add(new Teacher("lisi", 1));  
        treeSet.add(new Teacher("wangwu", 3));  
        treeSet.add(new Teacher("mazi", 3)); 
        
        System.out.println(treeSet);//直接输出
        
        Iterator itTSet = treeSet.iterator();//遍历输出
        while(itTSet.hasNext())  
            System.out.print(itTSet.next() + "\t");  
        System.out.println();  
    }   
}  

输出结果为：
[学号:1 姓名:lisi, 学号:2 姓名:zhangsan, 学号:3 姓名:mazi, 学号:3 姓名:wangwu]
学号:1 姓名:lisi 学号:2 姓名:zhangsan 学号:3 姓名:mazi 学号:3 姓名:wangwu

---

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

HashSet与TreeSet的区别

1、HashSet与TreeSet接口的一点不同，HashSet 保存的数据是无序的，TreeSet保存的数据是有序的，所以如果要想保存的数据有序应该使用TreeSet子类。

2、利用TreeSet保存自定义类对象的时候，自定义所在的类一定要实现Comparable接口，如果没有实现这个接口那么就无法区分大小关系，而且在TreeSet中如果要进行排序，那么就要将所有的字段都进行比较，就是说在TreeSet中是依靠comparato()方法返回的是不是0来判断是不是重复元素的。

3、如果是HashSet子类，那么其判断重复数据的方式不是依靠的comparable接口而是Object类之中的两个方法：(1)取得对象的哈希码 hashCode（）；(2)对象比较：equals（）； 这俩个方法均不需要自己编写，在eclipse里面可以使用右键source 选择自动生成。就像生成Getter 和Setter 方法一样。

总结：TreeSet 依靠的是Comparable 来区分重复数据；
HashSet 依靠的是hashCode()、equals()来区分重复数据
Set 里面不允许保存重复数据。