原文： https://howtodoinjava.com/java/collections/java-treeset-class/

Java TreeSet类扩展了 AbstractSet和实现了NavigableSet接口。 它与HashSet类非常相似，除了它以排序顺序存储元素。

排序顺序可以是自然顺序，也可以是树集合创建时提供的比较器的排序顺序，具体取决于所使用的构造器。

  1. Table of Contents
  3. 1\. TreeSet Hierarchy
  4. 2\. TreeSet Features
  5. 3\. TreeSet Constructors
  6. 4\. TreeSet Methods
  7. 5\. TreeSet Example
  8. 6\. TreeSet Usecases
  9. 7\. TreeSet Performance
  10. 8\. Conclusion

1. TreeSet层次结构

TreeSet类扩展了AbstractSet类并实现了NavigableSet接口。 NavigableSet接口以层次结构顺序扩展SortedSet。

class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> 
                implements NavigableSet<E>, Cloneable, Serializable 
{
    //implementation
}

Java `TreeSet`类 - 图1

树集合层次结构

2. TreeSet 特性

  • 它扩展了AbstractSet类，扩展了AbstractCollection类。
  • 它实现了NavigableSet接口，该接口扩展了SortedSet接口。
  • TreeSet中不允许重复的值。
  • 在TreeSet中不允许NULL。
  • 这是一个有序集合，它按排序顺序存储元素。
  • 像HashSet一样，此类为基本操作（添加，删除，包含和调整大小）提供恒定的时间性能。
  • TreeSet不允许插入异构对象，因为它必须比较对象以确定排序顺序。
  • TreeSet没有同步。 如果多个线程同时访问哈希集合，并且至少有一个线程修改了哈希集合，则必须在外部对其进行同步。
  • 使用Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet())方法来获取同步的TreeSet。
  • 此类的迭代器方法返回的迭代器为快速失败，并且如果在创建迭代器后的任何时间修改了集合，则可能会抛出ConcurrentModificationException，除了通过迭代器自己的remove()方法之外 。
  • TreeSet还实现了Searlizable和Cloneable接口。

3. TreeSet构造器

TreeSet具有四个可能的构造器：

  1. TreeSet()：创建一个新的空树集合，并根据其元素的自然顺序对其进行排序。
  2. TreeSet(Comparator c)：创建一个新的空树集合，该树集合根据指定的比较器进行排序。
  3. TreeSet(SortedSet s)：创建一个新树集合，其中包含与指定排序集相同的元素并使用相同的顺序。
  4. TreeSet(Collection c)：创建一个新树集合，其中包含指定集合中的元素，并根据其元素的自然顺序对其进行排序。

4. TreeSet方法

  1. boolean add(E e)：如果指定的元素尚不存在，则将其添加到Set中。
  2. Comparator comparator()：返回用于对该集合中的元素进行排序的比较器；如果此集合使用其元素的自然排序，则返回null。
  3. Object first()：返回此集合中当前的第一个（最小）元素。
  4. Object last()：返回当前在此集合中的最后一个（最大）元素。
  5. void clear()：从TreeSet中删除所有元素。
  6. boolean contains(Object o)：如果TreeSet包含指定的元素，则返回true，否则返回false。
  7. boolean isEmpty()：如果TreeSet不包含任何元素，则返回true，否则返回false。
  8. int size()：返回TreeSet中的元素数。
  9. Iterator<E> iterator()：以升序返回此集合中元素的迭代器。
  10. Iterator<E> endingIterator()：以降序返回此集合中元素的迭代器。
  11. NavigableSet<E> endingSet()：返回此集合中包含的元素的逆序视图。
  12. boolean remove(Object o)：从TreeSet中删除指定的元素（如果存在）并返回true，否则返回false。
  13. Object clone()：返回TreeSet的浅表副本。
  14. Spliterator<E> spliterator()：在此TreeSet中的元素上创建后绑定和快速失败的分隔符。 它与树集合提供的顺序相同。

5. TreeSet示例

5.1 TreeSet添加，删除，迭代器示例

//1\. Create TreeSet
TreeSet<String> TreeSet = new TreeSet<>();

//2\. Add elements to TreeSet 
TreeSet.add("A");
TreeSet.add("B");
TreeSet.add("C");
TreeSet.add("D");
TreeSet.add("E");

System.out.println(TreeSet);

//3\. Check if element exists
boolean found = TreeSet.contains("A");        //true
System.out.println(found);

//4\. Remove an element
TreeSet.remove("D");

//5\. Iterate over values
Iterator<String> itr = TreeSet.iterator();

while(itr.hasNext()) 
{
    String value = itr.next();

    System.out.println("Value: " + value);
}

程序输出。

[A, B, C, D, E]
true
Value: A
Value: B
Value: C
Value: E

5.2 将TreeSet转换为数组示例

Java 示例，使用toArrray()方法将TreeSet转换为数组。

TreeSet<String> TreeSet = new TreeSet<>();

TreeSet.add("A");
TreeSet.add("B");
TreeSet.add("C");
TreeSet.add("D");
TreeSet.add("E");

String[] values = new String[TreeSet.size()];

TreeSet.toArray(values);

System.out.println(Arrays.toString(values));

程序输出：

[A, B, C, D, E]

5.3 将TreeSet转换为ArrayList示例

使用 Java 8 流 API 将TreeSet转换为ArrayList的 Java 示例。

TreeSet<String> TreeSet = new TreeSet<>();

TreeSet.add("A");
TreeSet.add("B");
TreeSet.add("C");
TreeSet.add("D");
TreeSet.add("E");

List<String> valuesList = TreeSet.stream().collect(Collectors.toList());

System.out.println(valuesList);

程序输出：

[A, B, C, D, E]

6. TreeSet用例

TreeSet非常类似于HashSet（唯一元素），并提供可预测的迭代顺序（排序）。 排序顺序可以使用自定义比较器覆盖。

TreeSet在引擎盖下使用红黑树。 因此，该集合可以视为动态搜索树。 当您需要一个经常进行读写操作并应保持秩序的结构时，TreeSet是一个不错的选择。

如果您想使集合保持排序，并且主要是在追加元素，那么带Comparator的TreeSet是最好的选择。

7. TreeSet性能

  • TreeSet为基本操作（添加，删除和包含）提供了保证的log(n)时间成本。
  • 像对元素进行排序一样的迭代操作需要花费O(n)的时间。

8. 总结

从上面的讨论中可以明显看出，在我们要以排序方式处理重复记录的情况下，TreeSet是非常有用的集合类。 它还为基本操作提供了可预测的性能。

如果不需要元素的排序顺序，则建议改用较轻量的HashSet和HashMap。

在评论中向我发送有关 Java 中 TreeSet的问题。

学习愉快！

参考：

TreeSet Java 文档