TreeMap怎么在Java中使用

这期内容当中小编将会给大家带来有关TreeMap怎么在Java中使用，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。

Java可以用来干什么

Java主要应用于：1. web开发；2. Android开发；3. 客户端开发；4. 网页开发；5. 企业级应用开发；6. Java大数据开发；7.游戏开发等。

定义

public class TreeMap<K,V>    extends AbstractMap<K,V>    implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable

public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> {

TreeMap

继承了AbstractMap

实现了NavigableMap，而NavigableMap接口继承了SortedMap接口,SortedMap接口表示其实现类是一个有序集合

实现了Cloneable，所以支持对象克隆

实现了Serializable，所以支持对象序列化

三、成员变量

comparator

     private final Comparator<? super K> comparator;

外部指定的比较器。在创建TreeMap对象时可以指定。如果指定了比较器，则TreeMap插入键值对时，按照comparator比较排序。 

root

 private transient Entry<K,V> root;

root指代TreeMap底层红黑树的根节点。 root的类型Entry<K,V>就是红黑树节点的类型。

红黑树数据结构的实现就依赖于Entry<K,V>

size

    private transient int size = 0;

 表示TreeMap集合中键值对个数。

modCount 

    private transient int modCount = 0;

表示TreeMap集合被结构化修改的次数。用于迭代器迭代过程中检测集合是否被结构化修改，若是，则fail-fast。

四、内部类

Entry<K,V>

Entry<K,V>是红黑树节点的代码实现，是实现红黑树数据结构的基础。

static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {        K key;        V value;        Entry<K,V> left;        Entry<K,V> right;        Entry<K,V> parent;        boolean color = BLACK;                 Entry(K key, V value, Entry<K,V> parent) {            this.key = key;            this.value = value;            this.parent = parent;        }                 public K geTKEy() {            return key;        }                 public V getValue() {            return value;        }                 public V setValue(V value) {            V oldValue = this.value;            this.value = value;            return oldValue;        }         public boolean equals(Object o) {            if (!(o instanceof Map.Entry))                return false;            Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;             return valEquals(key,e.getKey()) && valEquals(value,e.getValue());        }         public int hashCode() {            int keyHash = (key==null ? 0 : key.hashCode());            int valueHash = (value==null ? 0 : value.hashCode());            return keyHash ^ valueHash;        }         public String toString() {            return key + "=" + value;        }    }

成员变量 

K key,V value分别是TreeMap集合中存储的键值对的键和值

Entry<K,V> left 代表当前节点的左子节点

Entry<K,V> right 代表当前节点的右子节点

Entry<K,V> parent 代表当前节点的父节点

boolean color 代表当前节点的颜色，默认是黑色，为true

构造器

Entry<K,V>只提供了一个构造器 Entry(K key, V value, Entry<K,V> parent)

即：创建一个红黑树节点，只需要指定其存储的键值信息，以及其父节点引用。不需要指定左孩子和右孩子，以及颜色。

成员方法

提供了getKey()方法返回当前节点的key值。

提供了getValue()，setValue(V v)分别用于获取Value，以及覆盖Value后返回oldValue

重写了equals()方法用于判断两个红黑树节点是否相同。逻辑是：两个红黑树节点的key要么都为null，要么equals结果true，且，value要么都为null,要么equals结果为true。

重写了hashCode()方法。

重写了toString()方法。

五、构造器

public TreeMap()

public TreeMap() {        comparator = null;    }

无参构造器，即不指定比较器的构造器。

注意，此时插入集合的键值对的key的类型必须实现Comparable接口，即提供自然排序能力，否则会报错类型转换异常。 

public TreeMap(Comparator<? super K> comparator)

 public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {        this.comparator = comparator;    }

指定比较器的构造器。

指定的比较器用于比较key，且comparator指定了泛型，即比较器比较的元素的类型必须是K或者K的父类类型。

public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {        comparator = null;        putAll(m);    }

 将非TreeMap集合转为TreeMap集合构造器

public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m)

 public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m) {        comparator = m.comparator();        try {            buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);        } catch (java.io.IOException cannotHappen) {        } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {        }    }

将有序Map集合转为TreeMap集合

六、成员方法

public V get(Object key)

public V get(Object key) {        Entry<K,V> p = getEntry(key);        return (p==null ? null : p.value);    }

TreeMap的get方法用于获取指定key的value。如果指定key没有对应的红黑树节点，则返回null，否则返回对应红黑树节点的value。

可以看到get方法实现依赖于getEntry(Object key)方法。

getEntry(Object key)方法是根据指定key找对应的红黑树节点并返回该节点。

final Entry<K,V> getEntry(Object key)

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {        // Offload comparator-based version for sake of perfORMance        if (comparator != null)//如果外部指定了比较器            return getEntryUsinGComparator(key);//则使用指定比较器来查找        if (key == null)//如果外部没有指定比较器，且要查找的key为null，则抛出空指针异常            throw new NullPointerException();        @SuppressWarnings("unchecked")//此时外部没有指定构造器，且要查的Key不为null            Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;//检查Key的类型是否实现了Comparable接口，即是否实现了自然排序，如果实现了，则此处可以强转成功，否则会报错类型转换异常        Entry<K,V> p = root;        while (p != null) {//从红黑树根节点开始使用key本身的自然排序进行比较            int cmp = k.compareTo(p.key);            if (cmp < 0)//如果要查找的key小于树节点的key，则说明要找的key在当前节点的左子树上，则下次遍历从左子树的根节点开始                p = p.left;            else if (cmp > 0)//如果要查找的key大于树节点的key，则说明要找的key在当前节点的右子树上，则下次遍历从右子树的根节点开始                p = p.right;            else//如果要查找的key等于树节点的key，则该节点就是要找的，直接返回该节点                return p;        }        return null;//如果上面遍历没有找到对应Key的节点，则返回null    }      final Entry<K,V> getEntryUsingComparator(Object key) {//使用指定比较器来查找，逻辑基本和自然排序查找一样，只是这里使用了比较器排序查找        @SuppressWarnings("unchecked")            K k = (K) key;        Comparator<? super K> cpr = comparator;        if (cpr != null) {            Entry<K,V> p = root;            while (p != null) {                int cmp = cpr.compare(k, p.key);                if (cmp < 0)                    p = p.left;                else if (cmp > 0)                    p = p.right;                else                    return p;            }        }        return null;    }

 public V put(K key, V value)

public V put(K key, V value) {        Entry<K,V> t = root;        if (t == null) {            compare(key, key); // type (and possibly null) check             root = new Entry<>(key, value, null);            size = 1;            modCount++;            return null;        }        int cmp;        Entry<K,V> parent;        // split comparator and comparable paths        Comparator<? super K> cpr = comparator;        if (cpr != null) {            do {                parent = t;                cmp = cpr.compare(key, t.key);                if (cmp < 0)                    t = t.left;                else if (cmp > 0)                    t = t.right;                else                    return t.setValue(value);            } while (t != null);        }        else {            if (key == null)                throw new NullPointerException();            @SuppressWarnings("unchecked")                Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;            do {                parent = t;                cmp = k.compareTo(t.key);                if (cmp < 0)                    t = t.left;                else if (cmp > 0)                    t = t.right;                else                    return t.setValue(value);            } while (t != null);        }        Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);        if (cmp < 0)            parent.left = e;        else            parent.right = e;        fixAfterInsertion(e);        size++;        modCount++;        return null;    }

final int compare(Object k1, Object k2) {        return comparator==null ? ((Comparable<? super K>)k1).compareTo((K)k2)            : comparator.compare((K)k1, (K)k2);    }

public V setValue(V value) {            V oldValue = this.value;            this.value = value;            return oldValue;        }

  TreeMap的put方法用于插入一个键值对，

当插入的key在集合中不存在时，则put表示新增键值对，并返回null；

当插入的key在集合中存在时，则put表示覆盖已存在key对应的value，并返回老value。

private void fixAfterInsertion(Entry<K,V> x)

  private void fixAfterInsertion(Entry<K,V> x) {//x是被插入的红黑树节点        x.color = RED;//默认被插入的节点都是红色         while (x != null && x != root && x.parent.color == RED) {//如果被插入节点不是根节点            if (parentOf(x) == leftOf(parentOf(parentOf(x)))) {                Entry<K,V> y = rightOf(parentOf(parentOf(x)));                if (colorOf(y) == RED) {                    setColor(parentOf(x), BLACK);                    setColor(y, BLACK);                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);                    x = parentOf(parentOf(x));                } else {                    if (x == rightOf(parentOf(x))) {                        x = parentOf(x);                        rotateLeft(x);                    }                    setColor(parentOf(x), BLACK);                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);                    rotateRight(parentOf(parentOf(x)));                }            } else {                Entry<K,V> y = leftOf(parentOf(parentOf(x)));                if (colorOf(y) == RED) {                    setColor(parentOf(x), BLACK);                    setColor(y, BLACK);                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);                    x = parentOf(parentOf(x));                } else {                    if (x == leftOf(parentOf(x))) {                        x = parentOf(x);                        rotateRight(x);                    }                    setColor(parentOf(x), BLACK);                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);                    rotateLeft(parentOf(parentOf(x)));                }            }        }        root.color = BLACK;//如果被插入的节点是根节点，则节点颜色改为黑色    }

上述就是小编为大家分享的TreeMap怎么在Java中使用了，如果刚好有类似的疑惑，不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识，欢迎关注编程网精选频道。