TreeMap 按 key 排序,依赖红黑树结构与 key 的可比较性:自然排序(Comparable)或定制排序(Comparator),插入即有序,遍历、范围查询和极值定位均高效。

TreeMap 的排序不是靠“记住插入顺序”,而是靠底层红黑树在每次插入时,**依据 key 的大小关系决定存放位置**,并自动调整结构维持有序性。它不排序“值”,只按 key 排序;且这个排序逻辑,在初始化时就已确定——要么用 key 自带的自然顺序(自然排序),要么用你传入的比较规则(定制排序)。
排序依赖 key 的可比较性
TreeMap 要求 key 必须能比较大小,否则运行时报 ClassCastException 或 NullPointerException。满足方式有两种:
- key 类型实现
Comparable接口(如String、Integer、LocalDate),重写compareTo()方法 - 创建 TreeMap 时显式传入
Comparator实例,比如new TreeMap((a, b) -> a.length() - b.length())
内部通过一个 comparator 字段区分:为 null 表示走自然排序;非 null 则调用其 compare(key1, key2)。
红黑树保证插入即有序
TreeMap 底层是红黑树,属于自平衡二叉搜索树。它的排序能力来自两个层面:
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- 二叉搜索树性质:对任意节点,左子树所有 key 小于它,右子树所有 key 大于它 —— 这决定了中序遍历结果天然有序
-
红黑树自平衡机制:插入/删除后自动执行旋转(leftRotate / rightRotate)和变色(recolor),确保最长路径 ≤ 2 倍最短路径,从而维持
O(log n)时间复杂度
也就是说,你调 put(5, "E") 时,TreeMap 不是先存再排序,而是直接找到“应该放的位置”,再平衡整棵树。
排序结果直接影响遍历与范围操作
因为数据物理上就按 key 有序组织,所以:
- 用
entrySet()、keySet()或values()遍历时,天然按键升序输出 - 支持高效范围查询:
subMap(fromKey, toKey)、headMap(toKey)、tailMap(fromKey)都基于红黑树的结构直接切片,不是过滤后排序 - 快速定位极值:
firstKey()、lastKey()、floorKey(k)、ceilingKey(k)全部是O(log n)
注意重复 key 的判定逻辑
TreeMap 不允许 key 重复。判断“是否重复”的依据,就是你设定的比较逻辑:
- 若
compare(key1, key2) == 0,就认为是同一个 key,新 value 会覆盖旧 value - 例如两个
Person("Mike", 17),如果compareTo中只比 age,那它们会被视为相同 key;若还加了 name 比较,则需 age 和 name 都相等才覆盖
这说明:排序规则 = 唯一性规则。设计 compareTo 或 Comparator 时,必须明确“什么才算同一个 key”。










