0

0

在Java里TreeMap为什么能保证排序_Key排序规则与红黑树机制解析

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2025-12-22 18:04:02

|

742人浏览过

|

来源于php中文网

原创

TreeMap 能保证 Key 有序,根本原因是其底层采用红黑树结构并强制 Key 可比较;Key 必须实现 Comparable 或传入 Comparator,否则 put() 时抛 ClassCastException;红黑树通过着色规则保障 O(log n) 高度与 BST 性质。

在java里treemap为什么能保证排序_key排序规则与红黑树机制解析

TreeMap 能保证 Key 有序,根本原因不是“它叫 TreeMap”,而是它用红黑树作为底层结构,并强制要求 Key 具备可比较性。排序不是遍历时额外排序,而是插入时就按序落位、自动维护。

Key 必须可比较:两种方式缺一不可

TreeMap 不接受任意对象作 Key,除非满足以下任一条件:

  • Key 类型本身实现 Comparable 接口(如 Integer、String、LocalDate),且重写了 compareTo() 方法
  • 创建 TreeMap 时显式传入 Comparator,比如 new TreeMap((a, b) -> b.compareTo(a)) 实现降序

如果 Key 既没实现 Comparable,又没传 Comparator,运行时调用 put() 会直接抛 ClassCastExceptionNullPointerException(取决于 null 处理策略)。

红黑树是排序的物理载体

TreeMap 内部的 Entry 节点组成一棵红黑树,不是普通二叉搜索树——它通过五条着色与路径约束(根黑、叶黑、红不相邻、黑高一致等)确保树高始终在 O(log n) 级别。这意味着:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

Tellers AI
Tellers AI

Tellers是一款自动视频编辑工具,可以将文本、文章或故事转换为视频。

下载
  • 每次插入都按 Key 比较结果决定往左子树还是右子树走,天然维持 BST 性质:左子树 Key
  • 插入后若破坏红黑性质,立即触发 rotateLeft/rotateRight 和变色操作(如 balanceInsertion),重新平衡但不打乱顺序
  • 中序遍历这棵树,得到的就是严格按键升序排列键值对序列——所以 entrySet().iterator() 天然有序

自然排序和定制排序,本质都是比较逻辑驱动

TreeMap 源码里只靠一个字段区分两种模式:private final Comparator super K> comparator;

  • 该字段为 null → 走 k1.compareTo(k2)(自然排序)
  • 该字段非 null → 走 comparator.compare(k1, k2)(定制排序)

无论哪种,比较结果只返回负数、0、正数三种可能,TreeMap 全部用来做“小于 / 等于 / 大于”的分支判断。等于时会覆盖旧 value;小于走左;大于走右。整个过程与排序算法无关,纯属树结构的定位行为。

不是“先存后排”,而是“边插边序”

有人误以为 TreeMap 内部像 HashMap 那样无序存储,再靠迭代器排序输出。其实完全相反:

  • 调用 put(5, "E") 时,TreeMap 就已根据当前所有 Key 的大小关系,把新节点精准插进红黑树的某个叶子位置
  • 后续任何增删改查,都不需要重新排序——顺序由树形结构固化保存
  • firstKey()floorKey(7)subMap(2, 6) 这类导航方法,全依赖红黑树的有序结构,才能在 O(log n) 内完成

基本上就这些。

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

841

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

742

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

737

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

397

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

399

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

446

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

430

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

16926

2023.08.03

Java JVM 原理与性能调优实战
Java JVM 原理与性能调优实战

本专题系统讲解 Java 虚拟机(JVM)的核心工作原理与性能调优方法,包括 JVM 内存结构、对象创建与回收流程、垃圾回收器(Serial、CMS、G1、ZGC)对比分析、常见内存泄漏与性能瓶颈排查,以及 JVM 参数调优与监控工具(jstat、jmap、jvisualvm)的实战使用。通过真实案例,帮助学习者掌握 Java 应用在生产环境中的性能分析与优化能力。

19

2026.01.20

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 2.7万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 7.1万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 48.4万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号