TreeSet概述(源码和内部图 进行解析,包含练习案例)

图例:

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TreeSet源码,他是TreeMap的子类,所以add()方法MAP的put方法:

interface Collection {...}

interface Set extends Collection {...}

interface NavigableMap {

}

class TreeMap implements NavigableMap {
     public V put(K key, V value) {
        Entry<K,V> t = root;
        if (t == null) {
            compare(key, key); // type (and possibly null) check

root = new Entry<>(key, value, null);
            size = 1;
            modCount++;
            return null;
        }
        int cmp;
        Entry<K,V> parent;
        // split comparator and comparable paths
        Comparator<? super K> cpr = comparator; //首先判断是否先存在选择器排序,有的话就进行进行if的语句块内容,否则就判断else中是否存在具体类中实现Comparable接口(自然排序),若两样都没有实现,就报告类转换异常
        if (cpr != null) {
            do {
                parent = t;
                cmp = cpr.compare(key, t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        else {
            if (key == null)
                throw new NullPointerException();
            Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;//首先判断是否先存在选择器排序,有的话就进行进行if的语句块内容,否则就判断else中是否存在具体类中实现Comparable接口(自然排序),若两样都没有实现,就报告类转换异常
            do {
                parent = t;
                cmp = k.compareTo(t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
        if (cmp < 0)
            parent.left = e;
        else
            parent.right = e;
        fixAfterInsertion(e);
        size++;
        modCount++;
        return null;
    }
}

class TreeSet implements Set {
    private transient NavigableMap<E,Object> m;
    
    public TreeSet() {
         this(new TreeMap<E,Object>());
    }

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

真正的比较是依赖于元素的compareTo()方法,而这个方法是定义在 Comparable里面的。
所以,你要想重写该方法,就必须是先 Comparable接口。这个接口表示的就是自然排序。

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自然排序例子:

Student类:

/*
 * 如果一个类的元素要想能够进行自然排序,就必须实现自然排序接口
 */
public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

public Student() {
        super();
    }

public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.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  //不能只有一个自然排序条件,不然就会由于大家的返回值为0,导致不能插入,因为只要对比后,对比值为0,就不能插入
    public int compareTo(Student s) {
        // 主要条件 姓名的长度
        int num = this.name.length() - s.name.length();
        // 姓名的长度相同,不代表姓名的内容相同
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
        // 姓名的长度和内容相同,不代表年龄相同,所以还得继续判断年龄
        int num3 = num2 == 0 ? this.age - s.age : num2;
        return num3;
    }
}

测试类:

/*
 * 需求:请按照姓名的长度排序
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

// 创建元素
        Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
        Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
        Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s5 = new Student("liushishi", 22);
        Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
        Student s7 = new Student("fengqingy", 22);
        Student s8 = new Student("linqingxia", 29);

// 添加元素
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        ts.add(s7);
        ts.add(s8);

// 遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}

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比较器排序的例子:(包含两种方法:匿名内部类实现,具体实现类实现,都是为了实现Comparator<T>接口)

实体需要比较的类:

public class Student {
    private String name;
    private int age;

public Student() {
        super();
    }

public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.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;
    }
}

---------

方法一:具体实现类实现Comparator<T>接口

public class MyComparator implements Comparator<Student> {

@Override
    public int compare(Student s1, Student s2) {
        // int num = this.name.length() - s.name.length();
        // this -- s1
        // s -- s2
        // 姓名长度
        int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
        // 姓名内容
        int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
        // 年龄
        int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
        return num3;
    }

}

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

方法二:匿名内部类实现接口

/*
 * 需求:请按照姓名的长度排序
 *
 * TreeSet集合保证元素排序和唯一性的原理
 * 唯一性:是根据比较的返回是否是0来决定。
 * 排序:
 *         A:自然排序(元素具备比较性)
 *             让元素所属的类实现自然排序接口 Comparable
 *         B:比较器排序(集合具备比较性)
 *             让集合的构造方法接收一个比较器接口的子类对象 Comparator
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象

//下面就是方法一:比较器排序,利用具体实现类实现接口
        // TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); //自然排序
        // public TreeSet(Comparator comparator) //比较器排序
        // TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new MyComparator());

     //下面就是方法二:比较器排序,利用匿名内部类实现接口
        // 如果一个方法的参数是接口,那么真正要的是接口的实现类的对象
        // 而匿名内部类就可以实现这个东西
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                // 姓名长度
                int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
                // 姓名内容
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
                        : num;
                // 年龄
                int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
                return num3;
            }
        });

// 创建元素
        Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
        Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
        Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s5 = new Student("liushishi", 22);
        Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
        Student s7 = new Student("fengqingy", 22);
        Student s8 = new Student("linqingxia", 29);

// 添加元素
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        ts.add(s7);
        ts.add(s8);

// 遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}
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A:获取无重复的随机数

/*
 * 编写一个程序,获取10个1至20的随机数,要求随机数不能重复。
 *
 * 分析:
 *         A:创建随机数对象
 *         B:创建一个HashSet集合
 *         C:判断集合的长度是不是小于10
 *             是:就创建一个随机数添加
 *             否:不搭理它
 *         D:遍历HashSet集合
 */
public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建随机数对象
        Random r = new Random();

// 创建一个Set集合
        HashSet<Integer> ts = new HashSet<Integer>();

// 判断集合的长度是不是小于10
        while (ts.size() < 10) {
            int num = r.nextInt(20) + 1;
            ts.add(num);
        }

// 遍历Set集合
        for (Integer i : ts) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

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B:键盘录入学生按照总分从高到底输出

测试方法类:

/*
 * 键盘录入5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),按照总分从高到低输出到控制台
 *
 * 分析:
 *         A:定义学生类
 *         B:创建一个TreeSet集合
 *         C:总分从高到底如何实现呢?        
 *         D:键盘录入5个学生信息
 *         E:遍历TreeSet集合
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个TreeSet集合
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                // 总分从高到低
                int num = s2.getSum() - s1.getSum();   //原本应该为 int num = s1.getSum() - s2.getSum();这样写就会从低到高升序排序输出,所以只要跟他反着写 int num = s2.getSum() - s1.getSum(); 就能把二叉树调转存储,中序遍历时就能从高到低读取数据。
                // 总分相同的不一定语文相同
                int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() : num;
                // 总分相同的不一定数序相同
                int num3 = num2 == 0 ? s1.getMath() - s2.getMath() : num2;
                // 总分相同的不一定英语相同
                int num4 = num3 == 0 ? s1.getEnglish() - s2.getEnglish() : num3;
                // 姓名还不一定相同呢
                int num5 = num4 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
                        : num4;
                return num5;
            }
        });

System.out.println("学生信息录入开始");
        // 键盘录入5个学生信息
        for (int x = 1; x <= 5; x++) {
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的姓名:");
            String name = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的语文成绩:");
            String chineseString = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的数学成绩:");
            String mathString = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的英语成绩:");
            String englishString = sc.nextLine();

// 把数据封装到学生对象中
            Student s = new Student();
            s.setName(name);
            s.setChinese(Integer.parseInt(chineseString));
            s.setMath(Integer.parseInt(mathString));
            s.setEnglish(Integer.parseInt(englishString));

// 把学生对象添加到集合
            ts.add(s);
        }
        System.out.println("学生信息录入完毕");

System.out.println("学习信息从高到低排序如下:");
        System.out.println("姓名\t语文成绩\t数学成绩\t英语成绩");
        // 遍历集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "\t" + s.getChinese() + "\t"
                    + s.getMath() + "\t" + s.getEnglish());
        }
    }
}

学生类:

public class Student {
    // 姓名
    private String name;
    // 语文成绩
    private int chinese;
    // 数学成绩
    private int math;
    // 英语成绩
    private int english;

public Student(String name, int chinese, int math, int english) {
        super();
        this.name = name;
        this.chinese = chinese;
        this.math = math;
        this.english = english;
    }

public Student() {
        super();
    }

public String getName() {
        return name;
    }

public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

public int getChinese() {
        return chinese;
    }

public void setChinese(int chinese) {
        this.chinese = chinese;
    }

public int getMath() {
        return math;
    }

public void setMath(int math) {
        this.math = math;
    }

public int getEnglish() {
        return english;
    }

public void setEnglish(int english) {
        this.english = english;
    }

public int getSum() {
        return this.chinese + this.math + this.english;
    }
}

时间: 2024-10-06 01:03:00

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