TreeSet

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TreeSet是SortedSet介面的實現類，正如SortedSet名字暗示的，TreeSet可以確保集合元素處於排序狀態。與HashSet集合相比，TreeSet還提供瞭如下幾個額外方法：

• Comparator comparator()；如果TreeSet採用了定製排序，則該方法返回定製排序所使用Comparator；如果TreeSet採用了自然排序，則返回null；
• Object first()；返回集合中的第一個元素；
• Object last()；返回集合中的最後一個元素；
• Object lower(Object o)；返回集合中位於指定元素之前的元素（即小於指定元素的最大元素，參考元素不需要是TreeSet集合裡的元素）；
• Object higher(Object o)；返回集合中位於指定元素之後的元素（即大於指定元素的最小元素，參考元素不需要是TreeSet集合裡的元素）；
• SortedSet subSet(Object fromElement,Object toElement)；返回此Set的子集合，返回從fromElement,Object （包含到）toElement(不包含)；
• SortedSet headSet(Object toElement)；返回此Set的子集，由小於toElement的元素組成；
• SortedSet tailSet(Object fromElement)；返回此Set的子集，由大於或等於fromElement的元素組成；

示例：

package com.collection;

import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest {

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet set = new TreeSet();
        set.add(9);
        set.add(-2);
        set.add(3);
        set.add(10);
        System.out.println(set);//[-2, 5, 9, 10]
        //輸出集合中第一個元素
 

        System.out.println("set.first() = "+set.first());//set.first() = -2
        //輸出集合中最後一個元素
        System.out.println("set.last() = "+set.last());//set.last() = 10
        //返回小於4的子集，不包含4
        System.out.println("set.headSet() = "+set.headSet(4));//set.headSet() = [-2, 3]
        //返回大於5的子集，包含5
        System.out.println("set.tailSet() = "+set.tailSet(5));//set.tailSet() = [9, 10]
        //返回大於等於-3，小於4的子集
        System.out.println("set.subSet() = "+set.subSet(-3, 4));//set.subSet() = [-2, 3]
    }
}

與HashSet集合採用通過hash演算法來決定元素的儲存位置不同，TreeSet採用紅黑樹的資料結構來儲存集合元素。
TreeSet支援兩隻排序方法：自然排序與定製排序。

自然排序：

TreeSet會呼叫集合元素的compareTo(Object o)方法來比較元素之間的大小關係，然後將集合元素按升序排列，這種方式是自然排序。
Java提供了一個Comparable介面，該介面定義一個compareTo(Object o)方法，該方法返回一個整數值，實現該介面的類必須實現該方法，實現該介面的類的物件就可以比較大小。當一個物件呼叫該方法與另一個物件進行比較時，例如：obj1.compareTo(obj2)，如果該方法返回0，則代表這兩個物件相等；如果該方法返回一個正整數，則表明obj1大於obj2；如果該方法返回一個負整數，則表明obj1小於obj2。

特別篇：
Java的一些常用類已經實現了Comparable介面，並提供了比較大小的標準。下面是視線了Comparable介面的常用類。
1 BigDecimal、BigInterger以及所有的數值型對應的包裝類：按它們對應的數值大小進行比較。
2 Character: 按字元的UNICODE值進行比較。
3 Boolean: true對應的包裝示例大於false對應的包裝類例項。
4 String: 按字串中字元的UNICODE值進行比較。
5 Date、Time: 後面的時間、日期比前面的時間、日期大。

問題1：
如果試圖把一個物件新增到TreeSet時，則該物件的類必須實現Comparable介面，否則程式會丟擲異常java.lang.ClassCastException。
如下：

public static void main(String[] args) {
    TreeSet t1= new TreeSet();
        t1.add(new Err());
        t1.add(new Err());
        //Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException:

    ｝
    class Err{

    }

原因：
TreeSet集合中新增兩個Err物件，新增第一個物件時，TreeSet裡沒有任何元素，所以不會出現任何問題；當新增第二個Err物件時，TreeSet就會呼叫該物件的compareTo(Object obj)方法與集合中的其他元素進行比較—如果其對應的類沒有實現Comparable 介面，則會引發ClassCastException異常。

問題2：
在實現compareTo(Object o)方法時，都需要將被比較物件obj強制型別轉換成相同型別，因為只有相同類的兩個示例才會比較大小。
當試圖把一個大物件新增到TreeSet集合時，TreeSet會呼叫該物件的compareTo(Object o)方法與集合中的其他元素進行比較—這就要求集合中的其他元素與該元素是同一類的示例，否則丟擲ClassCaseException異常。

總之一句話，如果希望TreeSet能夠正常執行，TreeSet只能新增同一型別物件。

錯誤示例：

public static void main(String[] args) {
        TreeSet t2 = new TreeSet();
        t2.add("hello");
        t2.add(1);
        //java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer

    ｝

TreeSet判斷標準：

TreeSet判斷兩個物件是否相等的唯一標準是：兩個物件通過compareTo(Object o)方法比較是否返回0 —如果通過compareTo(Object o)方法比較返回0，TreeSet則會認為它們相等：否則就認為它們不相等。

示例：
我們定義一個類z ，實現compareTo（Object o ）方法，重寫equals（）方法，TreeSet判斷兩個物件的標準上面已經講了，它會已兩個物件的compareTo（Object o ）比較的返回值來判斷，為0時，代表兩個物件相等；為1時，代表obg1大於obj2對像，否則返回-1。

class z implements Comparable{
    int size;
    public z( int size){
        this.size = size;
    }

    public int compareTo(Object o) {
    //永遠不相等
        return 1;
    }

    public boolean equals(Object obj) {
        return true;
    }

}
public static void main(String[] args) {
    TreeSet t3 = new TreeSet();
        z z1 = new z(6);
        t3.add(z1);
        t3.add(z1);
        //TreeSet添加了兩個z物件到集合中，並且新增成功了
        System.out.println(t3);
        //輸出的結果顯示，這兩個物件實際是相等的，之所以能新增成功的原因是compareTo 返回了1，這就表示按當前的示例
    無論新增物件z物件到TreeSet集合中，都會成功，因為它們始終不相等（也就是compareTo返回值 為 0）
        //[[email protected], [email protected]]

    ｝

正確示例：

判斷兩個物件的是否相等的參照標準，下面我們已Size為例；

class z implements Comparable{

    int size;//判斷標準
    public z( int size){
        this.size = size;
    }

    public int compareTo(Object o) {
    z z1 = (z)o;//型別轉換
    return this.size > z1.size ? 1 :this.size < z1.size ? -1 : 0;
    }

    public boolean equals(Object obj) {
        if(this == obj)
        {
            return true;
        }

        if(obj != null && obj.getClass() == z.class)
        {
            z z1 = (z)obj) ;//型別轉換
            return z1.size == this.size;
        }
    return false;   
    }
}

public static void main(String[] args) {
    TreeSet t5 = new TreeSet();
        t5.add(new R1(6));
        t5.add(new R1(6));
        t5.add(new R1(-6));
        t5.add(new R1(1));
        System.out.println(t5);
        //對重複的元素6進行了對比，輸出結果顯示只有，6、-6、1
        //[[email protected], [email protected], [email protected]]
}

注意：
與HashSet類似的是，如果TreeSet中包含了可變物件，當可變物件的示例變數被修改時，TreeSet在處理這些物件時將非常複雜，而且容易出錯。為了讓程式更加健壯，推薦不要修改放入HashSet和TreeSet集合中元素的關鍵例項變數。

定製排序

TessSet 的自然排序是根據集合元素的大小，TreeSet將它們以升序排列。如果需要實現定製排序，例如以降序排列，則可通過Comparator介面的幫助。該接口裡包含一個int compate(T o1,T o2)方法，該方法用於比較o1和o2的大小：如果該方法返回正整數，則表明o1大於o2;如果該方法返回0，則表明o1等於o2；如果該方法返回負整數，則表明o1小於o2。

示例：

class R2 implements Comparable{

    int size;//判斷標準
    public R2( int size){
        this.size = size;
    }

    public int compareTo(Object o) {
        R2 r = (R2)o;//型別轉換
        return this.size > r.size ? -1 :this.size < r.size ? 1 : 0;
    }

    public boolean equals(Object obj) {
    if(this == obj){
        return true;
    }

    if(obj != null && obj.getClass() == z.class){
        R2 r = (R2)obj;//型別轉換
        return r.size == this.size;
    }
    return false;   
    }

}

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet t6 = new TreeSet();
        t6.add(new R2(6));
        t6.add(new R2(6));
        t6.add(new R2(-6));
        t6.add(new R2(1));
        System.out.println(t6);
        R2 r1 = (R2) t6.first();
        System.out.println("r1.first() = "+r1.size);//set.first() = 6
        //輸出集合中最後一個元素
        R2 r2 = (R2) t6.last();
        System.out.println("r2.last() = "+r2.size);//set.last() = -6
    ｝

Things won are done; joy’s soul lies in the doing.
得到即是完結，快樂的精髓在於過程。