Collection集合体系全景图（四）-六虎

Collection中Set家族:

### TreeSet关于他的一些详细特性在Collection调集系统全景图（三）已经详细讲过， > TreeSet底层是选用TreeMap完成的一种Set，所以它是有序的，同样也对错线程安全的。TreeMap 底层数据结构是红黑树

TreeSet特点

有序性：TreeSet中的元素是有序的，它们依照天然次序或许指定的比较器次序进行排序。

仅有性：TreeSet中的元素是仅有的，它们不会重复。

可排序性：TreeSet中的元素能够依照天然次序或许指定的比较器次序进行排序。

底层数据结构：TreeSet底层选用红黑树完成，因而刺进、删去、查找等操作的时刻复杂度为O(log n)。

线程不安全：TreeSet不是线程安全的，假如多个线程一起拜访一个TreeSet方针，可能会出现并发问题。

不允许空元素：TreeSet不允许刺进空元素，不然会抛出NullPointerException异常。

运用事例

import java.util.TreeSet;
public class TreeSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创立一个TreeSet方针
        TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();
        // 增加元素
        set.add(5);
        set.add(2);
        set.add(8);
        set.add(1);
        set.add(10);
        // 打印调集元素
        System.out.println("TreeSet调集元素：" + set);
        // 获取第一个元素
        int first = set.first();
        System.out.println("第一个元素：" + first);
        // 获取最终一个元素
        int last = set.last();
        System.out.println("最终一个元素：" + last);
        // 获取小于等于指定元素的最大元素
        int floor = set.floor(6);
        System.out.println("小于等于6的最大元素：" + floor);
        // 获取大于等于指定元素的最小元素
        int ceiling = set.ceiling(6);
        System.out.println("大于等于6的最小元素：" + ceiling);
        // 获取小于指定元素的最大元素
        int lower = set.lower(6);
        System.out.println("小于6的最大元素：" + lower);
        // 获取大于指定元素的最小元素
        int higher = set.higher(6);
        System.out.println("大于6的最小元素：" + higher);
        // 删去元素
        set.remove(5);
        System.out.println("删去元素5后的调集元素：" + set);
        // 获取调集巨细
        int size = set.size();
        System.out.println("调集巨细：" + size);
        // 判别调集是否为空
        boolean empty = set.isEmpty();
        System.out.println("调集是否为空：" + empty);
        // 清空调集
        set.clear();
        System.out.println("清空调集后的元素：" + set);
    }
}

TreeSet源码剖析

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

它承继了 AbstractSet类，因而它具有 Set 接口的一切基本功能，如增加、删去、查找等操作。一起，它还完成了 NavigableSet接口，这意味着它支撑一些高档操作，如获取子集、查找最小值和最大值、查找前驱和后继元素等。此外，它还完成了 Cloneable 和 Serializable 接口，这意味着它能够被克隆和序列化。

//用于存储 TreeSet 中的元素。其间，NavigableMap 是一个支撑依照排序次序拜访键值对的 Map 接口，
//它扩展了 SortedMap 接口
//transient关键字表明该字段不会被序列化
private transient NavigableMap<E,Object> m;  
//表明一个静态常量，用于作为NavigableMap中的 value，因为NavigableMap的完成是依据Map的
//而Map中的 value 是能够为 null 的，但是`TreeSet`中的元素是不能重复的，
//因而需求一个非 null 的 value 来占位。
private static final Object PRESENT = new Object();

//结构办法，接受一个NavigableMap类型的参数m，将其赋值给成员变量m
TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {  
this.m = m;  
}
//无参结构办法，创立一个默许的空的TreeSet，底层运用TreeMap完成
public TreeSet() {  
this(new TreeMap<E,Object>());  
}
//创立一个新的TreeSet实例，运用指定的Comparator来比较元素，并运用一个新的TreeMap实例来存储元素
//TreeSet是一个有序的调集，它依据元素的天然次序或许指定的Comparator来排序元素
public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {  
this(new TreeMap<>(comparator));  
}

事例教学

    // 创立一个依照字符串长度从小到大排序的 TreeSet
    TreeSet<String> set = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
        @Override
        public int compare(String o1, String o2) {
            return o1.length() - o2.length();
        }
    });
    // 增加元素
    set.add("hello");
    set.add("world");
    set.add("java");
    // 输出结果
    System.out.println(set); // [java, hello, world]

持续源码剖析TreeSet

    //这个结构函数是用来创立一个 TreeSet 方针，并将指定调集中的一切元素增加到 TreeSet 中。其间，参数 c 是一个调集，它包括了要增加到 TreeSet 中的元素
    public TreeSet(Collection<? extends E> c) {  
    this();  
    addAll(c);  
    }
    //用于将一个调集中的一切元素增加到另一个调集中。
    //它还查看源调集是否是一个有序调集，而且方针调集是否是一个TreeMap。假如是，则将源调集中的元素增加到方针调集中
    //并回来true。假如不是，则调用父类的addAll办法
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {    
    //Map方针m的巨细为0；
    // 调集c的巨细大于0，且c是SortedSet类型，m是TreeMap类型
    //instanceof是 Java 中的一个关键字，用于判别一个方针是否属于某个类或其子类的实例
    //c instanceof SortedSet判别调集c是否是SortedSet类或其子类的实例，
    //m instanceof TreeMap判别映射m是否是TreeMap类或其子类的实例
    //说明调集c是有序调集，映射m是依据红黑树完成的有序映射。
    //SortedSet是Java调集结构中的一个接口，它承继自Set接口，表明一个有序的调集
    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<?> cc = 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);  
    }
    //用于将一个调集中的一切元素增加到当前调集中
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {  
    boolean modified = false;  
    for (E e : c)  
    if (add(e))  
    modified = true;  
    return modified;  
    }
    }

TreeSet(Collection<? extends E> c) 的运用事例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(3);
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(2);
TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>(list);
System.out.println(set);//输出结果为：[1, 2, 3, 4]

持续源码剖析TreeSet

//完成了SortedSet接口中的iterator()办法，回来一个迭代器，
//用于遍历调集中的元素。详细完成是经过调用TreeMap的navigableKeySet()办法获取一个有序的键调集，然后回来该键调集的迭代器
public Iterator<E> iterator() {  
return m.navigableKeySet().iterator();  
}
//逆序迭代
public Iterator<E> descendingIterator() {  
return m.descendingKeySet().iterator();  
}
//return m.put(e, PRESENT)==e不存在于m中，则将其增加到m中，并回来true，不然不做任何操作并回来false
public boolean add(E e) {  
return m.put(e, PRESENT)==null;  
}
//该办法回来一个NavigableSet，该调集包括从fromElement到toElement规模内的元素。
//fromInclusive和toInclusive参数指定是否包括fromElement和toElement自身。
//该办法运用TreeMap的subMap办法来完成子集的创立。
//规模取值
public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,  
E toElement, boolean toInclusive) {  
return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,  
toElement, toInclusive));  
}
//该办法回来一个NavigableSet，其间包括小于（或等于，假如包括toElement）给定元素的一切元素
public NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) {  
return new TreeSet<>(m.headMap(toElement, inclusive));  
}
//该办法回来一个NavigableSet，其间包括大于（或等于，fromElement）给定元素的一切元素
public NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {  
return new TreeSet<>(m.tailMap(fromElement, inclusive));  
}

subSet事例完成

import java.util.NavigableSet;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创立一个TreeSet
        TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
        // 增加元素
        treeSet.add(10);
        treeSet.add(20);
        treeSet.add(30);
        treeSet.add(40);
        treeSet.add(50);
        // 获取子集
        NavigableSet<Integer> subSet = treeSet.subSet(20, true, 40, true);
        // 输出子集
        System.out.println("子集元素：");
        for (Integer i : subSet) {
            System.out.println(i); //20,30,40
        }
    }
}

以上就是TreeSet 源码中比较重要的点，其他的一些办法大家能够自行学习探讨

LinkedHashSet特点

有序性：LinkedHashSet中的元素是依照刺进次序进行排序的，因而能够保证元素的次序性。

能够避免重复元素：LinkedHashSet中不允许存储重复元素，假如尝试增加重复元素，将会被忽略。

性能较好：LinkedHashSet的性能与HashSet适当，但是因为需求维护元素的刺进次序，因而在刺进和删去元素时可能会略微慢一些。

底层完成是HashMap：LinkedHashSet的底层完成是一个HashMap，因而具有HashMap的一切特点，如快速查找、高效存储等。

LinkedHashSet源码剖析

    public class LinkedHashSet<E>
    extends HashSet<E>  
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

LinkedHashSet 是一个有序的调集，它保留了元素刺进的次序。它承继了 HashSet 的一切办法，而且增加了一些额外的办法来支撑有序调集。

//LinkedHashSet类的结构办法，它接受两个参数：initialCapacity
//和loadFactor。initialCapacity表明调集的初始容量，loadFactor表明负载因子
//适当创立一个指定参数HashSet调集
public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
super(initialCapacity, loadFactor, true);  
}
//给一个初始容量，负载因子默许扩容参数，0.75，能够包容75％的元素，然后就需求扩展容量。
//适当创立一个初始值
HashSet调集
public LinkedHashSet(int initialCapacity) {  
super(initialCapacity, .75f, true);  
}
//给一个初始容量16，负载因子为0.75
public LinkedHashSet() {  
super(16, .75f, true);  
}
//，它包括从指定调集中获取的元素。它首先调用父类HashSet的结构函数，
//该结构函数将初始容量设置为指定调集巨细的两倍或11（取两者中的较大值），负载因子为0.75，
//以及指定LinkedHashSet实例的拜访次序为刺进次序。
//它调用addAll办法将指定调集中的一切元素增加到新的LinkedHashSet中
public LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) {  
super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true);  
addAll(c);  
}

LinkedHashSet事例演示

import java.util.LinkedHashSet;
public class LinkedHashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
        // 增加元素
        set.add("apple");
        set.add("banana");
        set.add("orange");
        set.add("apple"); // 重复元素不会被增加
        // 打印元素
        System.out.println(set); // 输出 [apple, banana, orange]
        // 删去元素
        set.remove("banana");
        // 判别元素是否存在
        System.out.println(set.contains("apple")); // 输出 true
        System.out.println(set.contains("banana")); // 输出 false
        // 获取元素数量
        System.out.println(set.size()); // 输出 2
        // 清空调集
        set.clear();
        System.out.println(set); // 输出 []
    }
}

Collection集合体系全景图（四）

Collection中Set家族:

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TreeSet(Collection<? extends E> c) 的运用事例：

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