在Java中如何使用TreeSet实现自定义排序_TreeSet集合使用方法

TreeSet基于红黑树实现有序集合，元素默认按自然顺序升序排列，要求实现Comparable接口；可通过传入Comparator自定义排序规则，如按姓名降序；支持add、remove、first、last等方法操作有序数据；注意元素必须可比较，避免插入null或修改排序字段以防止结构破坏。

在Java中，TreeSet 是一个基于红黑树（Red-Black Tree）的有序集合，它能够自动对元素进行排序。默认情况下，TreeSet会对元素按照自然顺序（natural ordering）进行升序排列，前提是元素实现了 Comparable 接口。如果想实现自定义排序规则，可以通过传入一个自定义的 Comparator 来完成。

实现自然排序（实现 Comparable 接口）

如果集合中的元素类型已经实现了 Comparable 接口，TreeSet 会自动使用其 compareTo() 方法进行排序。

定义 Student 类并实现 Comparable 接口：

class Student implements Comparable {
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student other) {
        return Integer.compare(this.age, other.age); // 按年龄升序
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
    }
}

使用 TreeSet 存储 Student 对象：

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TreeSet students = new TreeSet<>();
students.add(new Student("Alice", 20));
students.add(new Student("Bob", 18));
students.add(new Student("Charlie", 22));

System.out.println(students);
// 输出：[Student{name='Bob', age=18}, Student{name='Alice', age=20}, Student{name='Charlie', age=22}]

使用 Comparator 实现自定义排序

如果不希望修改类本身，或需要多种排序方式，可以在创建 TreeSet 时传入一个 Comparator 实例。

TreeSet studentsByNameDesc = new TreeSet<>((s1, s2) -> 
    s2.name.compareTo(s1.name) // 姓名降序
);

studentsByNameDesc.add(new Student("Alice", 20));
studentsByNameDesc.add(new Student("Bob", 18));
studentsByNameDesc.add(new Student("Charlie", 22));

System.out.println(studentsByNameDesc);
// 输出：[Student{name='Charlie', age=22}, Student{name='Bob', age=18}, Student{name='Alice', age=20}]

TreeSet 的常用方法

TreeSet 提供了丰富的操作方法，适用于有序集合场景：

• add(E e)：添加元素，自动排序并去重
• remove(Object o)：删除指定元素
• contains(Object o)：判断是否包含某元素
• first()：返回最小元素（排序后的第一个）
• last()：返回最大元素（排序后的最后一个）
• pollFirst()：获取并移除最小元素
• pollLast()：获取并移除最大元素
• headSet(E toElement)：返回小于 toElement 的子集
• tailSet(E fromElement)：返回大于等于 fromElement 的子集
• subSet(E from, E to)：返回范围 [from, to) 的子集

注意事项

使用 TreeSet 时需注意以下几点：

• 元素必须是可比较的，否则运行时会抛出 ClassCastException
• 如果使用自定义 Comparator，null 值通常不被允许，除非特别处理
• TreeSet 不允许插入无法比较的元素，否则会抛出异常
• 添加的元素应保持一致性：排序依据的字段不应在添加后被修改，否则会破坏排序结构

基本上就这些。通过实现 Comparable 或传入 Comparator，可以灵活控制 TreeSet 的排序行为，适用于需要自动排序且去重的场景。掌握这些用法后，就能高效利用 TreeSet 处理有序数据集合。