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TreeSet集合解析

Kevin.ZhangCG 2019-01-24 09:36:00 阅读数:223 评论数:0 点赞数:0 收藏数:0

TreeSet是实现Set接口的实现类。所以它存储的值是唯一的,同时也可以对存储的值进行排序,排序用的是二叉树原理。所以要理解这个类,必须先简单理解一下什么是二叉树。

二叉树原理简析

假如有这么一个集合TreeSet<Integer>是[5,11,6,5,23,14]

用二叉树是怎么排序的呢?

二叉树遍历方法比较多,有兴趣自己百度看下吧。这里只需要知道元素是怎么插入到二叉树即可。小的存储在左边(负数),大的存储在右边(正数),相等不存储。

TreeSet的基本使用

@Test
public void test() {
Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
set.add(2);
set.add(22);
set.add(24);
set.add(2);
for (int i : set) {
System.out.println(i);
}
}

 

 输出结果

2
22
24

可以知道,TreeSet集合不仅可以保证集合元素的唯一性,还可以排序。

如果TreeSet里面存储的是对象呢?会出现什么情况呢?

public static void main(String[] args) {
User u1 = new User("Kevin", 72);
User u2 = new User("Jack", 22);
User u3 = new User("Erik", 32);
User u4 = new User("Blank", 72);
Set<User> set = new TreeSet<User>();
set.add(u1);
set.add(u2);
set.add(u3);
set.add(u4);
for (User u :
set) {
System.out.println(u);
}
}

 输出结果

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.kevin.exercise10.User cannot be cast to java.lang.Comparable
at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:542)
at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:238)
at com.kevin.exercise10.TreeSetTest.main(TreeSetTest.java:23)

报错了,因为集合里面的是对象,对象不能转换为比较可比较对象。

如果想根据年龄排序,打印出各个对象(toString方法),应该怎么做呢?在API里面搜索一下Comparable,发现是个接口,那么我们就可以让Students类实现Comparable接口方法,这样Students对象就成为了可比较对象了。

User类实现Comparable接口方法:

public class User implements Comparable<User> {
private String name;
private int age;
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public int compareTo(User u) {
int num = this.age - u.age;
return this.age - u.age;
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public User() {
}
}

为什么是this.age-u.age?this.age代表调用时的对象的age,返回的如果是正数(比u.age大),就存储在右边。返回的是如果是负数(比u.age小),就存储在左边。如果等于0,就不存储。

这就出问题了,如果两个人不同名字,同样年龄,this.age - o.age = 0,不就存不进二叉树了吗?

验证一下:

public static void main(String[] args) {
User u1 = new User("Kevin", 72);
User u2 = new User("Jack", 22);
User u3 = new User("Erik", 32);
User u4 = new User("Blank", 72);
Set<User> set = new TreeSet<User>();
set.add(u1);
set.add(u2);
set.add(u3);
set.add(u4);
for (User u :
set) {
System.out.println(u);
}
}

输出结果:

User{name='Jack', age=22}
User{name='Erik', age=32}
User{name='Kevin', age=72}

所以需要改进一下User类的compareTo方法,保证同年龄,但是不同名字的学生也能存进二叉树。

@Override
public int compareTo(User u) {
int num = this.age - u.age;
return num == 0 ? this.name.compareTo(u.name) : num;
}

这样就可以把四个不同的对象存储进来,并且先按照年龄排序,年龄相同的再按照字符串排序。

输出结果:

User{name='Jack', age=22}
User{name='Erik', age=32}
User{name='Blank', age=72}
User{name='Kevin', age=72}

 

---------------------------------------------------------------------------------------

除了这种方式可以实现排序以外,还有一种方式可以实现排序。

TreeSet有这么一个构造方法:

TreeSet(Comparator<? super E> comparator) 构造一个新的,空的树集,根据指定的比较器进行排序。

Comparator是什么呢?API文档看一下:Interface Comparator<T>,是一个接口,里面有一个要实现的接口方法:int compare(T o1, T o2) 比较其两个参数的顺序。

例如,我们要对字符串的长度进行排序,长度相同的安装字符串排序:

public class TreeSetTest2 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> set = new TreeSet<String>(new SortedByLen());
set.add("abc");
set.add("abcd");
set.add("b");
set.add("a");
set.add("abab");
System.out.println(set);
}
}
class SortedByLen implements Comparator<String> {
@Override
public int compare(String s1, String s2) {
int num = s1.length() - s2.length();
return num == 0 ? s1.compareTo(s2) : num;
}
}

需要注意的是重写compare方法的o1,o2。o1代表调用的对象,o2代表集合中的对象。两种实现排序方式视情况而用。

(1)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

(2)比较器顺序(Comparator)

  • 创建TreeSet的时候可以指定一个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
  • 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

(3)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

如果不想保证元素的唯一性,改一下compare方法就可以了,永远不要让它返回0。

 

 

 

 

原文参考【https://www.javazhiyin.com/

 

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本文为[Kevin.ZhangCG]所创,转载请带上原文链接,感谢
https://www.cnblogs.com/Kevin-ZhangCG/p/10277772.html

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