使用Java TreeSet存储Pair对象并处理相同Value不同Key的情况

本文旨在解决在使用Java `TreeSet`存储`Pair`对象时，由于`Comparator`的定义导致具有相同value但不同key的`Pair`对象无法插入的问题。通过扩展`Comparator`，使其在value相等时比较key，从而允许存储具有相同value但不同key的`Pair`对象。

在使用Java的TreeSet时，我们需要提供一个Comparator来定义元素的排序规则。当TreeSet遇到两个通过Comparator比较结果为“相等”的元素时，它会认为这两个元素是重复的，并拒绝插入第二个元素。 这在某些情况下可能会导致问题，尤其是在我们希望存储具有某些相同属性但其他属性不同的对象时。 例如，当使用TreeSet>并仅根据Pair的value进行排序时，具有相同value但不同key的Pair对象将被视为重复项。

问题分析

考虑以下场景：我们有一个TreeSet>，并使用以下Comparator按value降序排序：

TreeSet> sortedSet = new TreeSet<>(
    (a, b) -> b.getValue() - a.getValue()
);

当我们尝试插入Pair(4, 51)和Pair(2, 51)时，由于它们的value相同（51），Comparator会认为它们相等，因此Pair(2, 51)不会被插入到TreeSet中。

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解决方案

为了解决这个问题，我们需要修改Comparator，使其在value相等时进一步比较key。 我们可以使用Comparator.comparingInt()和thenComparing()方法来实现这一点。

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以下代码展示了如何创建一个先按value降序排序，然后按key升序排序的Comparator：

import javafx.util.Pair;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

public class TreeSetPairExample {

    public static void main(String[] args) {
        final TreeSet> sortedSet = new TreeSet<>(Comparator
            .comparingInt(Pair::getValue).reversed()
            .thenComparing(Pair::getKey));

        sortedSet.add(new Pair<>(4, 51));
        sortedSet.add(new Pair<>(8, 85));
        sortedSet.add(new Pair<>(1, 16));
        sortedSet.add(new Pair<>(2, 51));

        // 打印 TreeSet 的内容
        for (Pair pair : sortedSet) {
            System.out.println("Key: " + pair.getKey() + ", Value: " + pair.getValue());
        }
    }
}

代码解释:

1. 引入必要的类: 导入javafx.util.Pair，java.util.Comparator和java.util.TreeSet。
2. 创建 TreeSet: 创建一个TreeSet，并传入一个Comparator。
3. 定义 Comparator: 使用Comparator.comparingInt(Pair::getValue).reversed()首先按value降序排序。.reversed()方法实现了降序排列。
4. 添加次要排序规则: 使用.thenComparing(Pair::getKey)添加一个次要的排序规则，即当value相等时，按key升序排序。
5. 添加 Pair 对象: 向TreeSet中添加多个Pair对象。
6. 遍历并打印: 遍历TreeSet并打印每个Pair对象的key和value。

运行结果:

Key: 8, Value: 85
Key: 2, Value: 51
Key: 4, Value: 51
Key: 1, Value: 16

可以看到，具有相同value (51) 的两个Pair对象 Pair(2, 51) 和 Pair(4, 51) 都被成功插入到TreeSet中，并且按照key的升序排列。

注意事项

• 确保你的Pair类（如果不是使用javafx.util.Pair）实现了Comparable接口，或者在thenComparing方法中提供了合适的Comparator来比较key。
• 根据实际需求选择合适的排序规则。例如，如果需要按value升序排序，只需移除.reversed()方法。 如果需要按key降序排序，可以使用.thenComparing(Pair::getKey, Comparator.reverseOrder())。
• Comparator的定义必须满足传递性，即如果a > b且b > c，则必须有a > c。

总结

通过扩展Comparator，使其在value相等时比较key，我们可以解决在使用Java TreeSet存储Pair对象时，由于Comparator的定义导致具有相同value但不同key的Pair对象无法插入的问题。 这种方法可以应用于其他类似的场景，即我们需要存储具有某些相同属性但其他属性不同的对象，并且需要对它们进行排序。