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Java TreeSet

在本教程中，我們將借助示例學(xué)習(xí)Java TreeSet類及其各種操作和方法。

Java集合框架的TreeSet類提供樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的功能。

它擴(kuò)展了NavigableSet接口。

Java TreeSet類實(shí)現(xiàn)NavigableSet接口。

創(chuàng)建一個(gè)樹集

為了創(chuàng)建樹集，我們必須首先導(dǎo)入java.util.TreeSet包。

導(dǎo)入包之后，下面是如何在Java中創(chuàng)建TreeSet。

TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();

在這里，我們創(chuàng)建了一個(gè)沒有任何參數(shù)的TreeSet。在本示例中，TreeSet中的元素自然排序(升序)。

但是，我們可以使用Comparator接口自定義元素的排序。 我們將在本教程的后面部分中學(xué)習(xí)它。

TreeSet的方法

TreeSet類提供了各種方法，允許我們對(duì)集合執(zhí)行各種操作。

將元素插入TreeSet

  • add() - 將指定的元素插入集合

  • addAll() - 將指定集合的所有元素插入集合

例如，

import java.util.TreeSet;

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

        TreeSet<Integer> evenNumbers = new TreeSet<>();

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

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

        // 使用 the addAll() 方法
        numbers.addAll(evenNumbers);
        System.out.println("新的TreeSet: " + numbers);
    }
}

輸出結(jié)果

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

訪問TreeSet元素

要訪問樹集的元素，我們可以使用iterator()方法。為了使用這種方法，我們必須導(dǎo)入java.util.Iterator包。例如，

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

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

        // 調(diào)用 iterator() 方法
        Iterator<Integer> iterate = numbers.iterator();
        System.out.print("TreeSet使用迭代器: ");
        //訪問元素
        while(iterate.hasNext()) {
            System.out.print(iterate.next());
            System.out.print(", ");
        }
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet: [2, 5, 6]
TreeSet使用迭代器: 2, 5, 6,

刪除元素

  • remove() - 從集合中刪除指定的元素

  • removeAll() - 從集合中刪除所有元素

例如，

import java.util.TreeSet;

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

        // 使用remove() 方法
        boolean value1 = numbers.remove(5);
        System.out.println("5被刪除了? " + value1);

        // 使用removeAll() 方法
        boolean value2 = numbers.removeAll(numbers);
        System.out.println("是否刪除了所有元素? " + value2);
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet: [2, 5, 6]
5被刪除了? true
是否刪除了所有元素? true

因?yàn)門reeSet類實(shí)現(xiàn)了NavigableSet，所以它提供了各種方法來導(dǎo)航樹集的元素。

1. first()和last()方法

  • first() - 返回集合的第一個(gè)元素

  • last() - 返回集合的最后一個(gè)元素

例如，

import java.util.TreeSet;

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

        // 使用 first() 方法
        int first = numbers.first();
        System.out.println("第一個(gè)數(shù)字: " + first);

        // 使用 last() 方法
        int last = numbers.last();
        System.out.println("最后一個(gè)數(shù)字: " + last);
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet: [2, 5, 6]
第一個(gè)數(shù)字: 2
最后一個(gè)數(shù)字: 6

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

  • Higher(element) - 返回大于指定元素(element)的最小元素。

  • lower(element) - 返回小于指定元素(element)的最大元素。

  • ceiling(element) - 返回大于指定元素(element)的那些元素中的最小元素。如果傳遞的元素(element)存在于樹集中，則返回作為參數(shù)傳遞的元素(element)。

  • floor(element) - 返回小于指定元素(element)的元素中最大的元素。如果傳遞的元素(element)存在于樹集中，則返回作為參數(shù)傳遞的元素(element)。

例如，

import java.util.TreeSet;

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

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

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

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

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

    }
}

輸出結(jié)果

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

3. pollfirst()和pollLast()方法

  • pollFirst() - 返回并從集合中刪除第一個(gè)元素

  • pollLast() - 返回并從集合中刪除最后一個(gè)元素

例如，

import java.util.TreeSet;

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

        // 使用 pollFirst()
        System.out.println("刪除第一個(gè)元素: " + numbers.pollFirst());

        // 使用 pollLast()
        System.out.println("刪除最后一個(gè)元素: " + numbers.pollLast());

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

輸出結(jié)果

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
刪除第一個(gè)元素: 2
刪除最后一個(gè)元素: 6
新的TreeSet: [4, 5]

4. headSet()，tailSet()和subSet()方法

headSet(element,booleanValue)

headSet()方法返回指定元素（作為參數(shù)傳遞）之前的樹集的所有元素。

booleanValue參數(shù)是可選的。默認(rèn)值為false。

如果booleanValue的值為true，則該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<Integer> numbers = new TreeSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(4);
        numbers.add(6);
        System.out.println("TreeSet: " + numbers);

        // 使用 headSet()使用默認(rèn)的布爾值
        System.out.println("使用不帶布爾值的headSet: " + numbers.headSet(5));

        // 使用 headSet()使用指定的布爾值
        System.out.println("將headSet與布爾值一起使用: " + numbers.headSet(5, true));
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
使用不帶布爾值的headSet: [2, 4]
將headSet與布爾值一起使用: [2, 4, 5]

tailSet(element,booleanValue)

tailSet()方法返回包含指定元素的指定元素（作為參數(shù)傳遞）之后的樹集的所有元素。

booleanValue參數(shù)是可選的。默認(rèn)值為true。

如果false作為a傳遞booleanValue，則該方法將返回指定后的所有元素，element而不包括指定的element。

例如，

import java.util.TreeSet;

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

        // 使用 tailSet()使用默認(rèn)的布爾值
        System.out.println("tailSet()使用默認(rèn)的布爾值: " + numbers.tailSet(4));

        // 使用 tailSet() with specified boolean value
        System.out.println("tailSet()帶有布爾值: " + numbers.tailSet(4, false));
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
使用 tailSet()使用默認(rèn)的布爾值: [4, 5, 6]
tailSet()帶有布爾值: [5, 6]

subSet(e1,bv1,e2,bv2)

subSet()方法返回e1和e2之間的所有元素，包括e1。

bv1和bv2是可選參數(shù)。  bv1的默認(rèn)值為true，bv2的默認(rèn)值為false。

如果將false作為bv1傳遞，則該方法返回e1和e2之間的所有元素，而不包括e1。

如果將true作為bv2傳遞，則該方法返回e1和e2之間的所有元素，包括e1。

例如，

import java.util.TreeSet;

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

        // 使用 subSet() with default boolean value
        System.out.println("subSet()使用默認(rèn)布爾值: " + numbers.subSet(4, 6));

        // 使用 subSet() 使用指定的布爾值
        System.out.println("subSet()使用指定的布爾值: " + numbers.subSet(4, false, 6, true));
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet: [2, 4, 5, 6]
subSet()使用默認(rèn)布爾值: [4, 5]
subSet()使用指定的布爾值: [5, 6]

Set操作方法

TreeSet類的方法還可以用于執(zhí)行各種集合操作。

集合的并集

為了執(zhí)行兩個(gè)集合之間的并集，我們使用 addAll()方法。例如，

import java.util.TreeSet;;

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

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

        //兩個(gè)集合的并集
        numbers.addAll(evenNumbers);
        System.out.println("Union is: " + numbers);

    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3]
并集: [1, 2, 3, 4]

集合的交集

為了執(zhí)行兩個(gè)集合之間的交集，我們使用retainAll()方法。例如，

import java.util.TreeSet;;

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

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

        // 兩個(gè)集合的交集
        numbers.retainAll(evenNumbers);
        System.out.println("集合的交集: " + numbers);
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3]
集合的交集: [2]

集合的差集

要計(jì)算兩組之間的差集，我們可以使用removeAll()方法。例如，

import java.util.TreeSet;;

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

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

        //集合的差集
        numbers.removeAll(evenNumbers);
        System.out.println("差集: " + numbers);
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3, 4]
差集: [1, 3]

集合的子集

為了檢查一個(gè)集合是否是另一個(gè)集合的子集，我們使用containsAll()方法。例如，

import java.util.TreeSet;

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

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

        //檢查primeNumbers是否為numbers子集
        boolean result = numbers.containsAll(primeNumbers);
        System.out.println("TreeSet2是TreeSet1的子集嗎? " + result);
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet1: [1, 2, 3, 4]
TreeSet2: [2, 3]
TreeSet2是TreeSet1的子集嗎? True

TreeSet的其他方法

方法描述
clone()創(chuàng)建TreeSet的副本
contains()在TreeSet中搜索指定的元素并返回布爾結(jié)果
isEmpty()檢查是否TreeSet為空
size()返回TreeSet的大小
clear()從TreeSet中刪除所有元素

TreeSet Vs. HashSet

TreeSet和HashSet都實(shí)現(xiàn)了Set接口。然而，它們之間存在著一些區(qū)別。

  • 與HashSet不同，TreeSet中的元素是以某種順序存儲(chǔ)的。這是因?yàn)門reeSet還實(shí)現(xiàn)了SortedSet接口。

  • TreeSet提供了一些易于導(dǎo)航的方法。 例如first()，last()，headSet()，tailSet()等。這是因?yàn)門reeSet還實(shí)現(xiàn)了NavigableSet接口。

  • 對(duì)于添加、刪除、包含和大小等基本操作，HashSet比TreeSet更快。

TreeSet 比較器

在以上所有示例中，樹集元素都是自然排序的。但是，我們也可以自定義元素的順序。

為此，我們需要?jiǎng)?chuàng)建自己的comparator類，基于對(duì)樹集中的元素進(jìn)行排序。例如

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

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

        //使用自定義比較器創(chuàng)建TreeSet
        TreeSet<String> animals = new TreeSet<>(new CustomComparator());

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

    //創(chuàng)建一個(gè)比較器類
    public static class CustomComparator implements Comparator<String> {

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

            //元素以相反的順序排序
            if (value > 0) {
                return -1;
            }
            else if (value < 0) {
                return 1;
            }
            else {
                return 0;
            }
        }
    }
}

輸出結(jié)果

TreeSet: [Zebra, Horse, Dog, Cat]

在上面的示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)樹集，將CustomComparator類作為參數(shù)傳遞。

CustomComparator類實(shí)現(xiàn)了Comparator接口。

然后，我們重寫compare()方法?，F(xiàn)在，該方法將以相反的順序?qū)υ剡M(jìn)行排序。

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