Java集合09¶
18.TreeSet¶
- 元素无序：插入顺序和输出顺序不一致
- 可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法：
- TreeSet () ：根据其元素的**自然排序**进行排序
- TreeSet (Comparator comparator) ：根据指定的**比较器进行排序**
- 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，不包含重复元素
[TreeSet集合的理解（自然排序和比较器排序）-CSDN博客]
例子：
package li.collection.set.treeset;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
@SuppressWarnings("all")
public class TreeSet_ {
public static void main(String[] args) {
//TreeSet treeSet = new TreeSet();
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {//匿名内部类
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//下面调用String的compareTo方法进行字符串的小的比较
return ((String)o2).compareTo((String)o1);//从大到小
}
});
//添加数据
treeSet.add("lucy");
treeSet.add("bob");
treeSet.add("smith");
treeSet.add("join");
treeSet.add("mary");
treeSet.add("q");
System.out.println(treeSet);//[smith, q, mary, lucy, join, bob]
}
}
- 当我们使用无参构造器 创建TreeSet时，会有一个默认的比较器
TreeSet可以对集合中的元素进行排序,在添加元素的时候会自动去调用Comparable接口的compareTo方法
有些泛型类已经写好了排序规则，比如String 和 Integer 都已经实现了Comparable接口，也重写了compareTo方法
-
现在希望添加的元素按照字符串大小来排序
-
使用TreeSet提供的一个构造器，可以传入一个比较器（匿名内部类），并指定排序规则
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {//匿名内部类
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//下面调用String的compareTo方法进行字符串的小的比较
return ((String)o2).compareTo((String)o1);//从大到小
}
});
- 简单看看源码 4.1 构造器把传入的比较器对象付赋给了TreeSet底层TreeMap的属性this.comparator
4.2在调用`treeSet.add("lucy")`时，在底层会执行到：
if (cpr != null) {//cpr就是我们的匿名内部类（对象）
do {
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类（对象）的compareTo方法
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else//如果相等，即返回0，这个key就没有加入
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
思考：如果要求加入的元素按照长度大小排序该怎么写？
package li.collection.set.treeset;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
@SuppressWarnings("all")
public class TreeSet_ {
public static void main(String[] args) {
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {//匿名内部类
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//按照长度大小排序
return ((String)o2).length()-((String)o1).length();//长度从大到小
}
});
treeSet.add("lucy");
treeSet.add("bob");
treeSet.add("q");
System.out.println(treeSet);//[lucy, bob, q]
}
}
问：如果此时再使用add（）方法添加一个"jack"字符串，这个字符串可以添加进treeSet吗？
如上图，答案是不能。之前已经说过，在使用add（）方法时，底层会调用：
if (cpr != null) {//cpr就是我们的匿名内部类（对象）
do {
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类（对象）的compareTo方法
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else//如果相等，即返回0，这个key就没有加入
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
由于我们重写了compareTo方法，方法此时返回的是两个元素长度之差。
在do...while循环比较时，因为在加入“jack”之前已经有一个相同长度为4的字符串“lucy”，所以compareTo返回的值为0，即cmp=0，执行语句return t.setValue(value);
即 认为是同一个key，因此“jack”无法加入集合treeSet
19.TreeMap¶
例子：
package li.map.treemap;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;
@SuppressWarnings("all")
public class TreeMap_ {
public static void main(String[] args) {
//使用默认的构造器穿件TreeMap,是无序的（也没有排序）
//要求：按照传入的字符串（key）的大小进行排序
//TreeMap treeMap = new TreeMap();
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//按照传入的字符串（key）的大小进行排序
//return ((String)o2).compareTo((String)o1);
//按照key的字符串长度大小排序
return ((String)o2).length()-((String)o1).length();
}
});
treeMap.put("jack","杰克");
treeMap.put("tom","汤姆");
treeMap.put("kristina","克里斯提诺");
treeMap.put("smith","史密斯");
System.out.println(treeMap);//按照key的长度排序
// {kristina=克里斯提诺, smith=史密斯, jack=杰克, tom=汤姆}
}
}
如下图：打上断点，点击debug，点击force step into进入到构造器中
- 把传入的实现了Comparator接口的匿名内部类（对象），传给 了TreeMap的comparator属性
- 接下来调用put方法：
public V put(K key, V value)
{
// 先以 t 保存链表的 root 节点
Entry<K,V> t = root;
// 如果 t==null，表明是一个空链表，即该 TreeMap 里没有任何 Entry
if (t == null)
{
// 将新的 key-value 创建一个 Entry，并将该 Entry 作为 root
root = new Entry<K,V>(key, value, null);
// 设置该 Map 集合的 size 为 1，代表包含一个 Entry
size = 1;
// 记录修改次数为 1
modCount++;
return null;
}
int cmp;
Entry<K,V> parent;
Comparator<? super K> cpr = comparator;
// 如果比较器 cpr 不为 null，即表明采用定制排序
if (cpr != null)
{
do {
// 使用 parent 上次循环后的 t 所引用的 Entry
parent = t;
// 拿新插入 key 和 t 的 key 进行比较
cmp = cpr.compare(key, t.key);
// 如果新插入的 key 小于 t 的 key，t 等于 t 的左边节点
if (cmp < 0)
t = t.left;
// 如果新插入的 key 大于 t 的 key，t 等于 t 的右边节点
else if (cmp > 0)
t = t.right;
// 如果两个 key 相等，新的 value 覆盖原有的 value，
// 并返回原有的 value
else
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
else
{
if (key == null)
throw new NullPointerException();
Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
do {
// 使用 parent 上次循环后的 t 所引用的 Entry
parent = t;
// 拿新插入 key 和 t 的 key 进行比较
cmp = k.compareTo(t.key);
// 如果新插入的 key 小于 t 的 key，t 等于 t 的左边节点
if (cmp < 0)
t = t.left;
// 如果新插入的 key 大于 t 的 key，t 等于 t 的右边节点
else if (cmp > 0)
t = t.right;
// 如果两个 key 相等，新的 value 覆盖原有的 value，
// 并返回原有的 value
else
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
// 将新插入的节点作为 parent 节点的子节点
Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(key, value, parent);
// 如果新插入 key 小于 parent 的 key，则 e 作为 parent 的左子节点
if (cmp < 0)
parent.left = e;
// 如果新插入 key 小于 parent 的 key，则 e 作为 parent 的右子节点
else
parent.right = e;
// 修复红黑树
fixAfterInsertion(e);
size++;
modCount++;
return null;
}
2.1第一次添加时，把 k-v 封装到Entry对象中，并放入root
// 先以 t 保存链表的 root 节点
Entry<K,V> t = root;
// 如果 t==null，表明是一个空链表，即该 TreeMap 里没有任何 Entry
if (t == null)
{
// 将新的 key-value 创建一个 Entry，并将该 Entry 作为 root
root = new Entry<K,V>(key, value, null);
// 设置该 Map 集合的 size 为 1，代表包含一个 Entry
size = 1;
// 记录修改次数为 1
modCount++;
return null;
}
2.2 之后的添加：
Comparator<? super K> cpr = comparator;
// 如果比较器 cpr 不为 null，即表明采用定制排序
if (cpr != null)
{
do {
// 使用 parent 上次循环后的 t 所引用的 Entry
parent = t;
// 拿新插入 key 和 t 的 key 进行比较
cmp = cpr.compare(key, t.key);
// 如果新插入的 key 小于 t 的 key，t 等于 t 的左边节点
if (cmp < 0)
t = t.left;
// 如果新插入的 key 大于 t 的 key，t 等于 t 的右边节点
else if (cmp > 0)
t = t.right;
// 如果两个 key 相等，新的 value 覆盖原有的 value，
// 并返回原有的 value
else
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
思考：重写了compareTo方法之后，现在比较的是key的长度。如果在treeMap集合中加入K-V，该key与集合中的某个key长度相同，结果会如何？
答案：key不会被替换，但是value值会被最新的替换
20.Collections工具类¶
20.1排序¶
- Collections是一个提供操作Set、List和Map等集合的工具类
-
Collections中提供了一系列静态的方法，对集合元素进行排序、查询和修改等操作
-
排序操作：
-
reverse（List）：反转List中元素的顺序
-
shuffle（List）：对List集合元素进行随机排序
-
sort（List）：根据元素的自然顺序对指定List集合元素进行升序排序
-
sort（List，Comparator）：根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序
-
swap（List，int，int）：将制定List集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
排序操作例子：
package li.collection.collectionskit;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
@SuppressWarnings("all")
public class Collections_ {
public static void main(String[] args) {
//创建一个ArrayList集合用于测试
List list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("king");
list.add("milan");
//- reverse（List）：反转List中元素的顺序
Collections.reverse(list);
System.out.println("reverse:" + list);//[milan, king, smith, tom]
//- shuffle（List）：对List集合元素进行随机排序
Collections.shuffle(list);
System.out.println("shuffle:" + list);//每一次输出的顺序都不一样
//- sort（List）：根据元素的自然顺序对指定List集合元素进行升序排序
Collections.sort(list);
System.out.println("自然排序后" + list);//自然排序是按照字符串的大小来排的
//- sort（List,Comparator）：根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序
//指定排序规，例如希望按照字符串的长度大小来排序
Collections.sort(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
//注意这里可以输出字符串长度相同的字符，因为是list，允许重复，不用比较key
System.out.println("按字符串长度大小排序：" + list);//按照字符串长度大小排序：[tom, king, milan, smith]
//- swap（List,int,int）：将制定List集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
Collections.swap(list,1,3 );
System.out.println("交换后的排序："+list);
}
}
20.2查找、替换¶
- Object max（Collection）：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
- Object max（Collection，Comparator）：根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
- Object min（Collection）：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最小元素
- Object min（Collection，Comparator）：根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最小元素
- int frequency（Collection，Object）：返回指定集合中指定元素的出现次数
- void copy（List dest，List src）：将src中的内容复制到dest中
- boolean replaceAll（List list，Object oldVal，Object oldVal，Object newVal）：使用新值替换List对象的所有旧值
例子：
package li.collection.collectionskit;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
@SuppressWarnings("all")
public class Collections_ {
public static void main(String[] args) {
//创建一个ArrayList集合用于测试
List list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("king");
list.add("milan");
//1. Object max（Collection）：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
System.out.println("自然顺序最大元素：" + Collections.max(list));//自然顺序最大元素：tom
//2. Object max（Collection，Comparator）：根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
//比如返回长度最大的元素
Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
System.out.println("长度最大的元素："+maxObject);//长度最大的元素：smith
//3. Object min（Collection）：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最小元素
System.out.println("自然顺序最小元素：" + Collections.min(list));//自然顺序最小元素：king
//4. Object min（Collection，Comparator）：根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最小元素
//比如返回长度最大的元素
Object minObject = Collections.min(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
System.out.println("长度最小的元素："+minObject);//长度最小的元素：tom
//5. int frequency（Collection，Object）：返回指定集合中指定元素的出现次数
System.out.println(""+Collections.frequency(list,"tom"));// 1
//6. void copy（List dest，List src）：将src中的内容复制到dest中
//拷贝:注意如果要拷贝的集合大于新的集合，就会抛出异常--Source does not fit in dest
//因此我们需要先给dest赋值，使元素个数和 list.suze()一样
ArrayList dest = new ArrayList();
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
dest.add("");
}
Collections.copy(dest,list);
System.out.println("dest:"+dest);//dest:[tom, smith, king, milan]
//7. boolean replaceAll（List list，Object oldVal，Object oldVal，Object newVal）：使用新值替换List对象的所有旧值
//例如，如果集合中有tom，就替换成 汤姆
Collections.replaceAll(list,"tom","汤姆");
System.out.println("替换后："+list);//替换后：替换后：[汤姆, smith, king, milan]
}
}
