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，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<Integer> 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：Integer、Double、String 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<Integer> 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<Person> 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() 和 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<Integer> numbers = new TreeSet<>(Arrays.asList(1, 3, 5, 7, 9));
SortedSet<Integer> 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

以上就是在Java中如何使用TreeSet实现有序集合_TreeSet集合操作技巧的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！