Java 改善の章 (28) ------TreeSet

HashSet が HashMap に基づいて実装されるのと同様に、TreeSet も TreeMap に基づいて実装されます。 「Java 改善の章 (27) -----TreeMap」では、LZ が TreeMap の実装メカニズムを詳しく説明しました。このブログ投稿を詳しく読んだことがある場合、または TreeMap についてさらに詳しく理解している場合は、TreeSet の実装が次のようになります。水を飲むのと同じくらい簡単です。

1. TreeSet の定義

TreeMap が順序付けされたバイナリ ツリーであることがわかっているため、同様に TreeSet も順序付けされており、その機能は順序付けされた Set コレクションを提供することです。ソース コードから、TreeSet が NavigableSet、Cloneable、および Serializable インターフェイスを実装する AbstractSet に基づいていることがわかります。その中で、AbstractSet は Set インターフェースのバックボーン実装を提供するため、このインターフェースの実装に必要な作業を最小限に抑えます。 NavigableSet は、特定の検索ターゲットに最も近い一致を報告するナビゲーション メソッドで拡張 SortedSet されます。つまり、さまざまなナビゲーション メソッドがサポートされます。たとえば、指定されたターゲットに最もよく一致するものを見つけます。 Cloneable はクローン作成をサポートし、Serializable はシリアル化をサポートします。

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>    implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

は、TreeSet で次の変数も定義します。

private transient NavigableMap<E,Object> m;        
//PRESENT会被当做Map的value与key构建成键值对
 private static final Object PRESENT = new Object();

その構築メソッド:

//默认构造方法，根据其元素的自然顺序进行排序
    public TreeSet() {        this(new TreeMap<E,Object>());
    }    
    //构造一个包含指定 collection 元素的新 TreeSet，它按照其元素的自然顺序进行排序。
    public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {            this(new TreeMap<>(comparator));
    }    
    //构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。
    public TreeSet(Collection<? extends E> c) {        this();
        addAll(c);
    }    
    //构造一个与指定有序 set 具有相同映射关系和相同排序的新 TreeSet。
    public TreeSet(SortedSet<E> s) {        this(s.comparator());
        addAll(s);
    }
    
    TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {        this.m = m;
    }

2. TreeSet のメインメソッド

1、add: 指定された要素をこのセットに追加します (要素がセット内にまだ存在しない場合) 。

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

2、addAll: 指定されたコレクション内のすべての要素をこのセットに追加します。

public  boolean addAll(Collection<? extends E> c) {        // Use linear-time version if applicable
        if (m.size()==0 && c.size() > 0 &&
            c instanceof SortedSet &&
            m instanceof TreeMap) {
            SortedSet<? extends E> set = (SortedSet<? extends E>) c;
            TreeMap<E,Object> map = (TreeMap<E, Object>) m;
            Comparator<? super E> cc = (Comparator<? super E>) set.comparator();
            Comparator<? super E> mc = map.comparator();            if (cc==mc || (cc != null && cc.equals(mc))) {
                map.addAllForTreeSet(set, PRESENT);                return true;
            }
        }        return super.addAll(c);
    }

3、ceiling: 指定された要素以上のこのセット内の最小の要素を返します。そのような要素がない場合は null を返します。

public E ceiling(E e) {        return m.ceilingKey(e);
    }

4、clear: このセット内のすべての要素を削除します。

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

5. clone: TreeSet インスタンスの浅いコピーを返します。浅いコピーです。

public Object clone() {
        TreeSet<E> clone = null;        try {
            clone = (TreeSet<E>) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {            throw new InternalError();
        }

        clone.m = new TreeMap<>(m);        return clone;
    }

6. comparator: このセット内の要素を並べ替えるコンパレータを返します。このセットが要素の自然な順序を使用する場合は null を返します。

public Comparator<? super E> comparator() {        return m.comparator();
    }

7. 内容: このセットに指定された要素が含まれる場合、true を返します。

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

8、descendingIterator：返回在此 set 元素上按降序进行迭代的迭代器。

public Iterator<E> descendingIterator() {        return m.descendingKeySet().iterator();
    }

9、descendingSet：返回此 set 中所包含元素的逆序视图。

public NavigableSet<E> descendingSet() {        return new TreeSet<>(m.descendingMap());
    }

10、first：返回此 set 中当前第一个（最低）元素。

public E first() {        return m.firstKey();
    }

11、floor：返回此 set 中小于等于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。

public E floor(E e) {        return m.floorKey(e);
    }

12、headSet：返回此 set 的部分视图，其元素严格小于 toElement。

public SortedSet<E> headSet(E toElement) {        return headSet(toElement, false);
    }

13、higher：返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。

public E higher(E e) {        return m.higherKey(e);
    }

14、isEmpty：如果此 set 不包含任何元素，则返回 true。

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

15、iterator：返回在此 set 中的元素上按升序进行迭代的迭代器。

public Iterator<E> iterator() {        return m.navigableKeySet().iterator();
    }

16、last：返回此 set 中当前最后一个（最高）元素。

public E last() {        return m.lastKey();
    }

17、lower：返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。

public E lower(E e) {        return m.lowerKey(e);
    }

18、pollFirst：获取并移除第一个（最低）元素；如果此 set 为空，则返回 null。

public E pollFirst() {
        Map.Entry<E,?> e = m.pollFirstEntry();        return (e == null) ? null : e.getKey();
    }

19、pollLast：获取并移除最后一个（最高）元素；如果此 set 为空，则返回 null。

public E pollLast() {
        Map.Entry<E,?> e = m.pollLastEntry();        return (e == null) ? null : e.getKey();
    }

20、remove：将指定的元素从 set 中移除（如果该元素存在于此 set 中）。

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

21、size：返回 set 中的元素数（set 的容量）。

public int size() {        return m.size();
    }

22、subSet：返回此 set 的部分视图

/**
     * 返回此 set 的部分视图，其元素范围从 fromElement 到 toElement。     */
     public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
             E toElement,   boolean toInclusive) {             return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
                  toElement,   toInclusive));
     }     
     /**
      * 返回此 set 的部分视图，其元素从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。      */
     public SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) {         return subSet(fromElement, true, toElement, false);
     }

23、tailSet：返回此 set 的部分视图

/**
     * 返回此 set 的部分视图，其元素大于（或等于，如果 inclusive 为 true）fromElement。     */
    public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {        return new TreeSet<>(m.tailMap(fromElement, inclusive));
    }    
    /**
     * 返回此 set 的部分视图，其元素大于等于 fromElement。     */
    public SortedSet<E> tailSet(E fromElement) {        return tailSet(fromElement, true);
    }

三、最后

由于TreeSet是基于TreeMap实现的，所以如果我们对treeMap有了一定的了解，对TreeSet那是小菜一碟，我们从TreeSet中的源码可以看出，其实现过程非常简单，几乎所有的方法实现全部都是基于TreeMap的。

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