TreeSet浅析

java.lang.Object 
  |_ java.util.AbstractCollection<E> 
    |_ java.util.AbstractSet<E> 
        |_   java.util.TreeSet<E> 
TreeSet类声明如下： 
public class TreeSet<E> 
  extends AbstractSet<E> 
  implements SortedSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable 
因为实现了SortedSet类，所以具有自然排序的功能。 
TreeSet和HashSet相同的地方，就是集合里面不允许有重复的元素。 自然排序情况下，一个TreeSet中只允许存放同一类型的多个元素，这里要求不是自定义的类。 例如： 
Set treeSet = new TreeSet(); 
  treeSet.add(new String(“aaa”)); 
  treeSet.add(new String(“aaa”)); 
  treeSet.add(new String(“bbb”)); 
  treeSet.add(new String(“ccc”)); 
  treeSet.add(new String(“aaa”)); 
  System.out.println(treeSet); 
结果输出为： 
[aaa, bbb, ccc] 
这时，treeSet.size()=3。而且，它是经过排序的输出。 
如果有多个不同类的对象都加入到TreeSet集合中，就会发生异常。 比如： 
treeSet.add(new String(“aaa”)); 
treeSet.add(new Integer(100)); 
System.out.println(treeSet); 
发生异常： 
Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: java.lang.String 
at java.lang.Integer.compareTo(Integer.java:35) 
at java.util.TreeMap.compare(TreeMap.java:1093) 
at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:465) 
at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:210) 
at org.shirdrn.TreeSetTest.main(TreeSetTest.java:18) 
而对于自定义的类，它的对象只能存放一个，而且实现类不需要实现Comparable接口。 
但是，如果 想要存放多个自定义的类的对象，不实现Comparable接口就会发生java.lang.ClassCastException异常 。因此， 想要能够进行客户化排序，必须实现比较器 。
实现Comparable接口，就要实现 compareTo()方法 。而TreeSet 又不存储相同的元素，这就要求自定义的类重写hashCode()和equals()方法 ： 
class Person implements Comparable{
 
private String name; 
private Integer age; 
public Integer getAge() {
 
  return age; 
} 
public void setAge(Integer age) {
 
  this.age = age; 
} 
public String getName() {
 
  return name; 
} 
public void setName(String name) {
 
  this.name = name; 
} 
//重写的equals方法
public boolean equals(Object o){
 
  if(this == o){
 
  return true; 
 } 
  if(! (o instanceof Person)){
 
  return false; 
   } 
  final Person other = (Person)o; 
  if(this.name.equals(other.getName()) && this.age.equals(other.getAge())){
 
  return true; 
  } 
  else{
 
  return false; 
  } 
} 
//重写的hashCode()方法
public int hashCode(){
 
  int result; 
  result = (name == null?0:name.hashCode()); 
  result = 37*result + (age == null?0:age.hashCode()); 
  return result; 
} 

//重写的compareTo()方法
public int compareTo(Object o){
 
         Person other = (Person)o; 
  if(this.name.compareTo(other.getName()) > 0){
 
  return 1; 
  } 
  if(this.name.compareTo(other.getName()) < 0){
 
  return -1; 
  } 
  if(this.getAge().intValue() > other.getAge().intValue()){
 
  return 1; 
  } 
  if(this.getAge().intValue() < other.getAge().intValue()){
 
  return -1; 
  } 
  return 0; 
} 

} 
测试一下： 
Set treeSet = new TreeSet(); 
  Person p1 = new Person(); 
  p1.setName(“shirdrn”); 
  p1.setAge(new Integer(26)); 
  treeSet.add(p1); 
  Person p2 = new Person(); 
  p2.setName(“shirdrn”); 
  p2.setAge(new Integer(26)); 
  treeSet.add(p2); 
  System.out.println(treeSet); 
实例化了2个Person对象，实际上他们是同一个，因此只输出一个： 
[org.shirdrn.Person@c29b5984] 
如果将p2的name设置为p2.setName(“Keller”)，则输出两个： 
[org.shirdrn.Person@5462263d, org.shirdrn.Person@c29b5984] 
由于在Person类中实现类了compareTo()方法，输出结果是排序的，首先按照name排序，然后再按照age排序： 
while(it.hasNext()){
 
  Person p = (Person)it.next(); 
  System.out.println(“name = “+p.getName()+” || age = “+p.getAge()); 
  } 
输出结果为： 
name = Keller || age = 26 
name = shirdrn || age = 26 
name按照字母序排序。如果name相同，就按照age数字序排序。 
TreeSet具有一些和HashSet类似的方法。

TreeSet的主要性质

1、TreeSet中不能有重复的元素；

2、TreeSet具有排序功能；

3、TreeSet中的元素必须实现Comparable接口并重写compareTo()方法，TreeSet判断元素是否重复 、以及确定元素的顺序 靠的都是这个方法；(这条性质比较重要，如果读者对TreeSet内部机制比较熟悉的话这条性质应该不难理解；如果读者不太理解的话可以参看以下这篇文章http://wlh269.iteye.com/blog/376430 )

4、对于java类库中定义的类，TreeSet可以直接对其进行存储，如String，Integer等(因为这些类已经实现了Comparable接口)；

5、对于自定义类，如果不做适当的处理，TreeSet中只能存储一个该类型的对象实例，请看程序示例:

import java.util.*;
public class TreeSetDemo{

 public static void main(String args[]){

  TreeSet<Demo> tSet=new TreeSet<Demo>();
  Demo d1=new Demo(1,”abc”);
  Demo d2=new Demo(2,”xyz”);
    
  tSet.add(d1);
  tSet.add(d2);//如果有这条语句，运行程序时会抛出ClassCastException异常
                       //如果没有这条语句，程序会正常运行，并输出d1的内容
  Iterator itr=tSet.iterator();
  while(itr.hasNext()){

   Demo d=(Demo)itr.next();
   System.out.print(d.a+” “+d.b);
   System.out.println();
  }
 } 
}
class Demo{

 int a;
 String b;
 public Demo(int a,String b){

  this.a=a;
  this.b=b;
 }
}

在TreeSet中存储自定义的类的实现方法

示例:

import java.util.*;
public class TreeSetDemo{

 public static void main(String args[]){

  TreeSet<Demo> tSet=new TreeSet<Demo>();
  Demo d2=new Demo(2,”xyz”);
  Demo d3=new Demo(2,”uvw”);

  Demo d1=new Demo(1,”abc”);
  
  tSet.add(d1);
  tSet.add(d2);
  tSet.add(d3);

  Iterator itr=tSet.iterator();
  while(itr.hasNext()){

   Demo d=(Demo)itr.next();
   System.out.print(d.a+” “+d.b);//注意此程序运行时会输出几个元素
   System.out.println();
  }
 } 
}
class Demo implements Comparable{

 int a;
 String b;
 public Demo(int a,String b){

  this.a=a;
  this.b=b;
 }
  public int compareTo(Object o){

   Demo demo=(Demo)o;
  if(this.a>demo.a){

   return 1;
  }else if(this.a<demo.a){

   return -1;
  }else{

   return 0;
  }
 }
}

解析: 上面程序会输出两个元素，并且是以a为判断标准按序输出的。当调用TreeSet的add()方法时，在TreeSet的内部会间接调用Demo的compareTo()方法、然后和TreeSet中已经存在的其他元素一一进行比较，在比较的过程中完成“判断是否重复”以及“排序”的功能:当在某次比较的过程中发现compareTo()返回0，就会认为待加入的元素已经存在于TreeSet中，返回-1或1的话就会根据TreeSet默认的比较器进行排序。

下面对程序进行修改，重写compareTo()方法，让TreeSet以a和b两个属性为依据来判断元素是否重复以及元素的顺序，请看下面的示例:

import java.util.*;
public class TreeSetDemo{

 public static void main(String args[]){

  TreeSet<Demo> tSet=new TreeSet<Demo>();
  Demo d1=new Demo(1,”abc”);
  Demo d2=new Demo(2,”xyz”);
  Demo d3=new Demo(2,”uvw”);
  
  tSet.add(d1);
  tSet.add(d2);
  tSet.add(d3);
  
  Iterator itr=tSet.iterator();
  while(itr.hasNext()){

   Demo d=(Demo)itr.next();
   System.out.print(d.a+” “+d.b);//注意这次输出的元素个数
   System.out.println();
  }
 } 
}
class Demo implements Comparable{

 int a;
 String b;
 public Demo(int a,String b){

  this.a=a;
  this.b=b;
 }
  public int compareTo(Object o){

   Demo demo=(Demo)o;
   if(this.a==demo.a&&this.b.equals(demo.b)){
 
   return 0;
  }else if(this.a>demo.a){

   return 1;
  }else {

   return -1;
  }
 }
}

解析 :这次改动了compareTo()方法，程序输出了三个元素d1，d2和d3；当我们自己定义类，并且需要将自定义的类存到TreeSet中的时候，需要认真考虑compareTo的定义方式即需要认真考虑实际应用中依据什么判断元素是否重复和元素的顺序。