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📜  Java TreeSet

📅  最后修改于: 2020-09-26 15:39:06             🧑  作者: Mango

在本教程中，我们将借助示例学习Java TreeSet类及其各种操作和方法。

Java集合框架的TreeSet类提供树数据结构的功能。

它扩展了NavigableSet接口。

Java TreeSet类实现NavigableSet接口。

创建一个树集

为了创建树集，我们必须首先导入java.util.TreeSet包。

导入程序包后，可以使用以下方法在Java中创建TreeSet 。 

TreeSet numbers = new TreeSet<>();

在这里，我们创建了一个不带任何参数的TreeSet 。在这种情况下， TreeSet中的元素会自然排序(升序)。

但是，我们可以使用Comparator接口自定义元素的排序。我们将在本教程的后面部分中学习它。

TreeSet的方法

TreeSet类提供了各种方法，使我们可以在集合上执行各种操作。

将元素插入TreeSet
  • add() -将指定的元素插入到集合中
  • addAll() -将指定集合的所有元素插入集合中

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {

        TreeSet evenNumbers = new TreeSet<>();

        // Using the add() method
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        evenNumbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + evenNumbers);

        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(1);

        // Using the addAll() method
        numbers.addAll(evenNumbers);
        System.out.println("New TreeSet: " + numbers);
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 4, 6]
New TreeSet: [1, 2, 4, 6]

访问TreeSet元素

要访问树集的元素，我们可以使用iterator()方法。为了使用此方法，我们必须导入java.util.Iterator包。例如， 

import java.util.TreeSet;
import java.util.Iterator;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Calling iterator() method
        Iterator iterate = numbers.iterator();
        System.out.print("TreeSet using Iterator: ");
        // Accessing elements
        while(iterate.hasNext()) {
            System.out.print(iterate.next());
            System.out.print(", ");
        }
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 5, 6]
TreeSet using Iterator: 2, 5, 6,

删除元素
  • remove() -从集合中移除指定的元素
  • removeAll() -从集合中删除所有元素

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Using the remove() method
        boolean value1 = numbers.remove(5);
        System.out.println("Is 5 removed? " + value1);

        // Using the removeAll() method
        boolean value2 = numbers.removeAll(numbers);
        System.out.println("Are all elements removed? " + value2);
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 5, 6]
Is 5 removed? true
Are all elements removed? true

1. first()和last()方法

  • first() -返回集合的第一个元素
  • last() -返回集合的最后一个元素

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Using the first() method
        int first = numbers.first();
        System.out.println("First Number: " + first);

        // Using the last() method
        int last = numbers.last();
        System.out.println("Last Number: " + last);
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 5, 6]
First Number: 2
Last Number: 6

2. ceiling()，floor()，higher()和lower()方法

  • upper(element) -返回大于指定element那些元素中的最低element 。
  • lower(element) -返回小于指定element那些元素中最大的element 。
  • ceiling(element) -返回大于指定元素的那些元素中的最低元素 。如果传递的元素存在于树集中，则返回作为参数传递的element 。
  • floor(element) -返回小于指定element那些元素中最大的element 。如果传递的元素存在于树集中，则返回作为参数传递的element 。

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(4);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Using higher()
        System.out.println("Using higher: " + numbers.higher(4));

        // Using lower()
        System.out.println("Using lower: " + numbers.lower(4));

        // Using ceiling()
        System.out.println("Using ceiling: " + numbers.ceiling(4));

        // Using floor()
        System.out.println("Using floor: " + numbers.floor(3));

    }
}

输出 

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using higher: 5
Using lower: 2
Using ceiling: 4
Using floor: 2

3. pollfirst()和pollLast()方法

  • pollFirst() -返回并从集合中删除第一个元素
  • pollLast() -返回并从集合中删除最后一个元素

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(4);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Using pollFirst()
        System.out.println("Removed First Element: " + numbers.pollFirst());

        // Using pollLast()
        System.out.println("Removed Last Element: " + numbers.pollLast());

        System.out.println("New TreeSet: " + numbers);
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Removed First Element: 2
Removed Last Element: 6
New TreeSet: [4, 5]

4. headSet()，tailSet()和subSet()方法

headSet(element，booleanValue)

headSet()方法返回指定元素之前的树集的所有元素 (作为参数传递)。

booleanValue参数是可选的。其默认值为false 。

如果将true作为booleanValue传递，则该方法返回指定元素之前的所有元素，包括指定元素。

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(4);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Using headSet() with default boolean value
        System.out.println("Using headSet without boolean value: " + numbers.headSet(5));

        // Using headSet() with specified boolean value
        System.out.println("Using headSet with boolean value: " + numbers.headSet(5, true));
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using headSet without boolean value: [2, 4]
Using headSet with boolean value: [2, 4, 5]

tailSet(element，booleanValue)

tailSet()方法返回包含指定元素的指定元素 (作为参数传递)之后的树集的所有元素 。

booleanValue参数是可选的。其默认值为true 。

如果false作为一个的booleanValue，该方法返回指定的元素之后的所有元素不包括指定的元件通过。

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(4);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Using tailSet() with default boolean value
        System.out.println("Using tailSet without boolean value: " + numbers.tailSet(4));

        // Using tailSet() with specified boolean value
        System.out.println("Using tailSet with boolean value: " + numbers.tailSet(4, false));
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using tailSet without boolean value: [4, 5, 6]
Using tailSet with boolean value: [5, 6]

subSet(e1，bv1，e2，bv2)

subSet()方法返回e1和e2之间的所有元素，包括e1 。

bv1和bv2是可选参数。 bv1的默认值为true ，而bv2的默认值为false 。

如果将false作为bv1传递，则该方法返回e1和e2之间的所有元素，而不包括e1 。

如果将true作为bv2传递，则该方法返回e1和e2之间的所有元素，包括e1 。

例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(4);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // Using subSet() with default boolean value
        System.out.println("Using subSet without boolean value: " + numbers.subSet(4, 6));

        // Using subSet() with specified boolean value
        System.out.println("Using subSet with boolean value: " + numbers.subSet(4, false, 6, true));
    }
}

输出 

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using subSet without boolean value: [4, 5]
Using subSet with boolean value: [5, 6]

设定作业

TreeSet类的方法还可用于执行各种设置操作。

集联合

为了执行两个集合之间的联合，我们使用addAll()方法。例如， 

import java.util.TreeSet;;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet evenNumbers = new TreeSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        System.out.println("TreeSet1: " + evenNumbers);

        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println("TreeSet2: " + numbers);

        // Union of two sets
        numbers.addAll(evenNumbers);
        System.out.println("Union is: " + numbers);

    }
}

输出 

TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3]
Union is: [1, 2, 3, 4]

集的交集

为了执行两个集合之间的交集，我们使用了retainAll()方法。例如， 

import java.util.TreeSet;;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet evenNumbers = new TreeSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        System.out.println("TreeSet1: " + evenNumbers);

        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        System.out.println("TreeSet2: " + numbers);

        // Intersection of two sets
        numbers.retainAll(evenNumbers);
        System.out.println("Intersection is: " + numbers);
    }
}

输出 

TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3]
Intersection is: [2]

集的差异

要计算两个集合之间的差，我们可以使用removeAll()方法。例如， 

import java.util.TreeSet;;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet evenNumbers = new TreeSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        System.out.println("TreeSet1: " + evenNumbers);

        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        System.out.println("TreeSet2: " + numbers);

        // Difference between two sets
        numbers.removeAll(evenNumbers);
        System.out.println("Difference is: " + numbers);
    }
}

输出 

TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3, 4]
Difference is: [1, 3]

集的子集

要检查一个集合是否是另一个集合的子集，我们使用containsAll()方法。例如， 

import java.util.TreeSet;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        System.out.println("TreeSet1: " + numbers);

        TreeSet primeNumbers = new TreeSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        System.out.println("TreeSet2: " + primeNumbers);

        // Check if primeNumbers is subset of numbers
        boolean result = numbers.containsAll(primeNumbers);
        System.out.println("Is TreeSet2 subset of TreeSet1? " + result);
    }
}

输出 

TreeSet1: [1, 2, 3, 4]
TreeSet2: [2, 3]
Is TreeSet2 subset of TreeSet1? True
TreeSet的其他方法
Method Description
clone() Creates a copy of the TreeSet
contains() Searches the TreeSet for the specified element and returns a boolean result
isEmpty() Checks if the TreeSet is empty
size() Returns the size of the TreeSet
clear() Removes all the elements from the TreeSet

要了解更多信息，请访问Java TreeSet(Java官方文档)。

树集与哈希集

TreeSet和HashSet实现Set接口。但是，它们之间存在一些差异。

  • 与HashSet不同， TreeSet中的元素以某种顺序存储。这是因为TreeSet实现了SortedSet接口。
  • TreeSet提供了一些易于导航的方法。例如， first() ， last() ， headSet( )， tailSet()等。这是因为TreeSet还实现了NavigableSet接口。
  • 对于诸如添加，删除，包含和大小之类的基本操作， HashSet比TreeSet快。

TreeSet比较器

在以上所有示例中，树集元素都是自然排序的。但是，我们也可以自定义元素的顺序。

为此，我们需要基于对树集中的哪些元素进行排序来创建自己的比较器类。例如， 

import java.util.TreeSet;
import java.util.Comparator;

class Main {
    public static void main(String[] args) {

        // Creating a tree set with customized comparator
        TreeSet animals = new TreeSet<>(new CustomComparator());

        animals.add("Dog");
        animals.add("Zebra");
        animals.add("Cat");
        animals.add("Horse");
        System.out.println("TreeSet: " + animals);
    }

    // Creating a comparator class
    public static class CustomComparator implements Comparator {

        @Override
        public int compare(String animal1, String animal2) {
            int value =  animal1.compareTo(animal2);

            // elements are sorted in reverse order
            if (value > 0) {
                return -1;
            }
            else if (value < 0) {
                return 1;
            }
            else {
                return 0;
            }
        }
    }
}

输出 

TreeSet: [Zebra, Horse, Dog, Cat]

在上面的示例中，我们创建了一个树集，将CustomComparator类作为参数传递。

CustomComparator类实现Comparator接口。

然后，我们重写compare()方法。该方法现在将以相反的顺序对元素进行排序。

要了解更多信息，请访问Java Comparator(Java官方文档)。