在Java中如何使用TreeSet实现有序集合_TreeSet集合操作技巧

TreeSet是基于红黑树的有序集合,自动排序且去重,支持自然排序和自定义Comparator,适用于需有序唯一数据的场景。

在java中如何使用treeset实现有序集合_treeset集合操作技巧

在Java中,TreeSet 是一个基于红黑树(Red-Black Tree)实现的有序集合类,属于 java.util 包。它实现了 SortedSet 接口,能够自动对元素进行排序,并保证集合中的元素不重复。与 HashSet 不同,TreeSet 不仅去重,还天然有序。

TreeSet的基本使用方法

创建一个 TreeSet 实例非常简单,可以直接通过无参构造函数初始化:

TreeSet set = new TreeSet();set.add(5);set.add(1);set.add(3);System.out.println(set); // 输出:[1, 3, 5]

可以看到,即使插入顺序是 5、1、3,输出时已经按升序排列。这是因为 TreeSet 默认按照元素的自然排序(natural ordering)进行组织。

支持自然排序的数据类型包括:IntegerDoubleString 等实现了 Comparable 接口的类。

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自定义排序规则

如果想改变排序方式,比如降序排列,可以通过传入 Comparator 来实现:

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TreeSet descendingSet = new TreeSet((a, b) -> b.compareTo(a));descendingSet.add(5);descendingSet.add(1);descendingSet.add(3);System.out.println(descendingSet); // 输出:[5, 3, 1]

这里使用了 Lambda 表达式定义比较器,使元素按降序排列。你也可以为自定义对象提供比较逻辑。

例如有一个 Person 类,按年龄排序:

class Person {    String name;    int age;    // 构造函数    public Person(String name, int age) {        this.name = name;        this.age = age;    }    @Override    public String toString() {        return name + "(" + age + ")";    }}// 使用 TreeSet 按年龄排序TreeSet people = new TreeSet((p1, p2) -> Integer.compare(p1.age, p2.age));people.add(new Person("Alice", 30));people.add(new Person("Bob", 25));people.add(new Person("Charlie", 35));System.out.println(people); // 输出:[Bob(25), Alice(30), Charlie(35)]

常用操作技巧与注意事项

TreeSet 提供了许多高效的操作方法,适用于需要频繁查找、去重和有序遍历的场景。

add(E e):添加元素,自动排序并去重,时间复杂度 O(log n) remove(Object o):删除指定元素,O(log n) contains(Object o):判断是否包含某元素,O(log n) first()last():获取最小和最大元素 higher(E e):返回大于给定元素的最小元素 lower(E e):返回小于给定元素的最大元素 headSet(E to)tailSet(E from)subSet(E from, E to):获取子集视图

示例:使用 headSet 获取小于某个值的所有元素:

TreeSet numbers = new TreeSet(Arrays.asList(1, 3, 5, 7, 9));SortedSet lessThan7 = numbers.headSet(7);System.out.println(lessThan7); // 输出:[1, 3, 5]

注意点:

添加的元素必须实现 Comparable 接口,或在构造时提供 Comparator,否则会抛出 ClassCastException 不能插入 null 元素(除非集合为空且使用了允许 null 的 Comparator),否则会抛出 NullPointerException TreeSet 非线程安全,多线程环境下需手动同步基本上就这些。TreeSet 在需要有序且唯一数据结构时非常实用,掌握它的排序机制和常用API能有效提升代码质量。

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