TreeMap就这么简单【源码剖析】

前言

声明，本文用得是jdk1.8

前面章节回顾：

• Collection总览
• List集合就这么简单【源码剖析】
• Map集合、散列表、红黑树介绍
• HashMap就是这么简单【源码剖析】
• LinkedHashMap就这么简单【源码剖析】

本篇主要讲解TreeMap~

看这篇文章以前最好是有点数据结构的基础：

• Java实现单向链表
• 栈和队列就是这么简单
• 二叉树就这么简单

固然了，若是讲得有错的地方还请你们多多包涵并不吝在评论去指正～

1、TreeMap剖析

按照惯例，我简单翻译了一下顶部的注释(我英文水平渣，若是有错的地方请多多包涵~欢迎在评论区下指正)

接着咱们来看看类继承图：

在注释中提到的要点，我来总结一下：

• TreeMap实现了NavigableMap接口，而NavigableMap接口继承着SortedMap接口，导致咱们的TreeMap是有序的！
• TreeMap底层是红黑树，它方法的时间复杂度都不会过高:log(n)~
• 非同步
• 使用Comparator或者Comparable来比较key是否相等与排序的问题~

对我而言，Comparator和Comparable我都忘得差很少了~~~下面就开始看TreeMap的源码来看看它是怎么实现的，而且回顾一下Comparator和Comparable的用法吧！

1.1TreeMap的域

1.2TreeMap构造方法

TreeMap的构造方法有4个：

能够发现，TreeMap的构造方法大多数与comparator有关：

也就是顶部注释说的：TreeMap有序是经过Comparator来进行比较的，若是comparator为null，那么就使用天然顺序~

打个比方：

• 若是value是整数，天然顺序指的就是咱们日常排序的顺序(1,2,3,4,5..)~

TreeMap<Integer, Integer> treeMap = new TreeMap<>();

    treeMap.put(1, 5);
    treeMap.put(2, 4);
    treeMap.put(3, 3);
    treeMap.put(4, 2);
    treeMap.put(5, 1);

    for (Entry<Integer, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {

        String s = entry.getKey() +"关注公众号：Java3y---->" + entry.getValue();

        System.out.println(s);
    }

1.3put方法

咱们来看看TreeMap的核心put方法，阅读它就能够获取很多关于TreeMap特性的东西了~

下面是compare(Object k1, Object k2)方法

/**
     * Compares two keys using the correct comparison method for this TreeMap.
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    final int compare(Object k1, Object k2) {
        return comparator==null ? ((Comparable<? super K>)k1).compareTo((K)k2)
            : comparator.compare((K)k1, (K)k2);
    }

若是咱们设置key为null，会抛出异常的，就不执行下面的代码了。

1.4get方法

接下来咱们来看看get方法的实现：

点进去getEntry()看看实现：

若是Comparator不为null，接下来咱们进去看看getEntryUsingComparator(Object key)，是怎么实现的

1.5remove方法

删除节点的时候调用的是deleteEntry(Entry<K,V> p)方法，这个方法主要是删除节点而且平衡红黑树

平衡红黑树的代码是比较复杂的，我就不说了，大家去看吧(反正我看不懂)....

1.6遍历方法

在看源码的时候可能不知道哪一个是核心的遍历方法，由于Iterator有很是很是多~

此时，咱们只须要debug一下看看，跟下去就好！

因而乎，咱们能够找到：TreeMap遍历是使用EntryIterator这个内部类的

首先来看看EntryIterator的类结构图吧：

能够发现，EntryIterator大多的实现都是在父类中：

那接下来咱们去看看PrivateEntryIterator比较重要的方法：

咱们进去successor(e)方法看看实现：

successor 其实就是一个结点的 下一个结点，所谓 下一个，是按次序排序后的下一个结点。从代码中能够看出，若是右子树不为空，就返回右子树中最小结点。若是右子树为空，就要向上回溯了。在这种状况下，t 是以其为根的树的最后一个结点。若是它是其父结点的左孩子，那么父结点就是它的下一个结点，不然，t 就是以其父结点为根的树的最后一个结点，须要再次向上回溯。一直到 ch 是 p 的左孩子为止。

来源：https://blog.csdn.net/on_1y/article/details/27231855

2、总结

TreeMap底层是红黑树，可以实现该Map集合有序~

若是在构造方法中传递了Comparator对象，那么就会以Comparator对象的方法进行比较。不然，则使用Comparable的compareTo(T o)方法来比较。

• 值得说明的是：若是使用的是compareTo(T o)方法来比较，key必定是不能为null，而且得实现了Comparable接口的。
• 即便是传入了Comparator对象，不用compareTo(T o)方法来比较，key也是不能为null的

public static void main(String[] args) {
        TreeMap<Student, String> map = new TreeMap<Student, String>((o1, o2) -> {
            //主要条件
            int num = o1.getAge() - o2.getAge();

            //次要条件
            int num2 = num == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : num;

            return num2;
        });

        //建立学生对象
        Student s1 = new Student("潘安", 30);
        Student s2 = new Student("柳下惠", 35);

        //添加元素进集合
        map.put(s1, "宋朝");
        map.put(s2, "元朝");
        map.put(null, "汉朝");

        //获取key集合
        Set<Student> set = map.keySet();

        //遍历key集合
        for (Student student : set) {
            String value = map.get(student);
            System.out.println(student + "---------" + value);
        }
    }

咱们从源码中的不少地方中发现：Comparator和Comparable出现的频率是很高的，由于TreeMap实现有序要么就是外界传递进来Comparator对象，要么就使用默认key的Comparable接口(实现天然排序)

最后我就来总结一下TreeMap要点吧：

1. 因为底层是红黑树，那么时间复杂度能够保证为log(n)
2. key不能为null，为null为抛出NullPointException的
3. 想要自定义比较，在构造方法中传入Comparator对象，不然使用key的天然排序来进行比较
4. TreeMap非同步的，想要同步可使用Collections来进行封装

参考资料：

• 《Core Java》
• https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76555359
• http://www.javashuo.com/article/p-mezelvkk-be.html

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明天要是无心外的话，可能会写ConcurrentHashMap集合，敬请期待哦~~~~

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