JavaSE基础 TreeSet集合(红黑树数据结构)

2019年4月17日 288次阅读来源: 七里香今天更新文章了吗

本文主要介绍TreeSet集合的基本使用方法

TreeSet之自然排序

自然排序(元素具备比较性):让元素所属的类实现自然排序接口 Comparable

先看一个简单的例子,TreeSet集合,存入整数,进行排序

import java.util.TreeSet;

/*
 * TreeSet：能够对元素按照某种规则进行排序。
 * 排序有两种方式
 * A:自然排序
 * B:比较器排序
 * 
 * TreeSet集合的特点：排序和唯一
 * 
 * 通过观察TreeSet的add()方法，我们知道最终要看TreeMap的put()方法。
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        // 自然顺序进行排序
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();

        // 创建元素并添加
        // 20,18,23,22,17,24,19,18,24
        ts.add(20);
        ts.add(18);
        ts.add(23);
        ts.add(22);
        ts.add(17);
        ts.add(24);
        ts.add(19);
        ts.add(18);
        ts.add(24);

        // 遍历
        for (Integer i : ts) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

输出结果:

《JavaSE基础 TreeSet集合(红黑树数据结构)》

此处能够对整数进行排序,是因为Integer类实现了Comparable接口.
Comparable接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的 compareTo 方法被称为它的自然比较方法。

再来看一个例子,在TreeSet中,存入学生对象的数据,并根据学生的年龄从小到大进行排序

创建一个学生类,实现自然排序Comparable接口,传入的泛型为Student

/*
 * 如果一个类的元素要想能够进行自然排序，就必须实现自然排序接口
 */
public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student s) {
        // return 0;
        // return 1;
        // return -1;

        // 这里返回什么，其实应该根据我的排序规则来做
        // 按照年龄排序,主要条件
        int num = this.age - s.age;
        // 次要条件
        // 年龄相同的时候，还得去看姓名是否也相同
        // 如果年龄和姓名都相同，才是同一个元素
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
        return num2;
    }
}

编写测试类

import java.util.TreeSet;

/*
 * TreeSet存储自定义对象并保证排序和唯一。
 * 
 * A:你没有告诉我们怎么排序
 *      自然排序，按照年龄从小到大排序
 * B:元素什么情况算唯一你也没告诉我
 *      成员变量值都相同即为同一个元素
 */
public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

        // 创建元素
        Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
        Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
        Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s5 = new Student("liushishi", 22);
        Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
        Student s7 = new Student("fengqingy", 22);

        // 添加元素
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        ts.add(s7);

        // 遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}

运行结果:

《JavaSE基础 TreeSet集合(红黑树数据结构)》

可以看到,成功将学生的信息按照年龄从小到大输出了,并把重复的学生信息去除了

再更改需求添加学生数据,并根据学生的姓名长度,从小到大排序

创建一个学生类,实现自然排序Comparable接口,传入的泛型为Student,重写compareTo方法

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student s) {
        // 主要条件 姓名的长度
        int num = this.name.length() - s.name.length();
        // 姓名的长度相同，不代表姓名的内容相同
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
        // 姓名的长度和内容相同，不代表年龄相同，所以还得继续判断年龄
        int num3 = num2 == 0 ? this.age - s.age : num2;
        return num3;
    }
}

编写测试类

/*
 * 需求：请按照姓名的长度排序
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();

        // 创建元素
        Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
        Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
        Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s5 = new Student("liushishi", 22);
        Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
        Student s7 = new Student("fengqingy", 22);
        Student s8 = new Student("linqingxia", 29);

        // 添加元素
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        ts.add(s7);
        ts.add(s8);

        // 遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}

运行结果:

《JavaSE基础 TreeSet集合(红黑树数据结构)》

可以看到,成功按照姓名的长度排序,由长到短输出了.

TreeSet之比较器排序

比较器排序(集合具备比较性):让集合的构造方法接收一个比较器接口的子类对象 Comparator

还是上一步的要求:添加学生数据,并根据学生的姓名长度,从小到大排序.改为比较器排序做.

创建学生类

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

创建一个比较器接口的子类对象

import java.util.Comparator;

public class MyComparator implements Comparator<Student> {

    @Override
    public int compare(Student s1, Student s2) {
        // int num = this.name.length() - s.name.length();
        // this -- s1
        // s -- s2
        // 姓名长度
        int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
        // 姓名内容
        int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
        // 年龄
        int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
        return num3;
    }

}

编写测试类

import java.util.TreeSet;

/*
 * 需求：请按照姓名的长度排序
 * 
 * TreeSet集合保证元素排序和唯一性的原理
 * 唯一性：是根据比较的返回是否是0来决定。
 * 排序：
 *      A:自然排序(元素具备比较性)
 *          让元素所属的类实现自然排序接口 Comparable
 *      B:比较器排序(集合具备比较性)
 *          让集合的构造方法接收一个比较器接口的子类对象 Comparator
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        //TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); //自然排序
        // public TreeSet(Comparator comparator) //比较器排序
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new MyComparator());

    

        // 创建元素
        Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
        Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
        Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s5 = new Student("liushishi", 22);
        Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
        Student s7 = new Student("fengqingy", 22);
        Student s8 = new Student("linqingxia", 29);

        // 添加元素
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        ts.add(s7);
        ts.add(s8);

        // 遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}

运行结果:
成功按照名字长度排序输出

上题中,匿名内部类的写法:如果一个方法的参数是接口，那么真正要的是接口的实现类的对象,而匿名内部类就可以实现这个东西

public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        
        // 如果一个方法的参数是接口，那么真正要的是接口的实现类的对象
        // 而匿名内部类就可以实现这个东西
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                // 姓名长度
                int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
                // 姓名内容
                int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
                        : num;
                // 年龄
                int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
                return num3;
            }
        });

        // 创建元素
        Student s1 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s2 = new Student("zhangguorong", 29);
        Student s3 = new Student("wanglihong", 23);
        Student s4 = new Student("linqingxia", 27);
        Student s5 = new Student("liushishi", 22);
        Student s6 = new Student("wuqilong", 40);
        Student s7 = new Student("fengqingy", 22);
        Student s8 = new Student("linqingxia", 29);

        // 添加元素
        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);
        ts.add(s5);
        ts.add(s6);
        ts.add(s7);
        ts.add(s8);

        // 遍历
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        }
    }
}

运行结果:
可以看到,使用匿名内部类,可以同样按照姓名的长度输出,匿名内部类的写法看似复杂,但熟练之后,及其方便,不用新建一个类了.

TreeSet应用题

键盘录入5个学生信息(姓名,语文成绩,数学成绩,英语成绩),按照总分从高到低输出到控制台
分析：
A:定义学生类
B:创建一个TreeSet集合
C:总分从高到底如何实现呢?
D:键盘录入5个学生信息
E:遍历TreeSet集合

创建学生类

public class Student {
    // 姓名
    private String name;
    // 语文成绩
    private int chinese;
    // 数学成绩
    private int math;
    // 英语成绩
    private int english;

    public Student(String name, int chinese, int math, int english) {
        super();
        this.name = name;
        this.chinese = chinese;
        this.math = math;
        this.english = english;
    }

    public Student() {
        super();
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getChinese() {
        return chinese;
    }

    public void setChinese(int chinese) {
        this.chinese = chinese;
    }

    public int getMath() {
        return math;
    }

    public void setMath(int math) {
        this.math = math;
    }

    public int getEnglish() {
        return english;
    }

    public void setEnglish(int english) {
        this.english = english;
    }

    public int getSum() {
        return this.chinese + this.math + this.english;
    }
}

编写测试类,采用匿名内部类,实现Comparator的写法

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

public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个TreeSet集合
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                // 总分从高到低
                int num = s2.getSum() - s1.getSum();
                // 总分相同的不一定语文相同
                int num2 = num == 0 ? s1.getChinese() - s2.getChinese() : num;
                // 总分相同的不一定数序相同
                int num3 = num2 == 0 ? s1.getMath() - s2.getMath() : num2;
                // 总分相同的不一定英语相同
                int num4 = num3 == 0 ? s1.getEnglish() - s2.getEnglish() : num3;
                // 姓名还不一定相同呢
                int num5 = num4 == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName())
                        : num4;
                return num5;
            }
        });

        System.out.println("学生信息录入开始");
        // 键盘录入5个学生信息
        for (int x = 1; x <= 5; x++) {
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的姓名:");
            String name = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的语文成绩:");
            String chineseString = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的数学成绩:");
            String mathString = sc.nextLine();
            System.out.println("请输入第" + x + "个学生的英语成绩:");
            String englishString = sc.nextLine();

            // 把数据封装到学生对象中
            Student s = new Student();
            s.setName(name);
            s.setChinese(Integer.parseInt(chineseString));
            s.setMath(Integer.parseInt(mathString));
            s.setEnglish(Integer.parseInt(englishString));

            // 把学生对象添加到集合
            ts.add(s);
        }
        System.out.println("学生信息录入完毕");

        System.out.println("学习信息从高到低排序如下：");
        System.out.println("姓名\t语文成绩\t数学成绩\t英语成绩");
        // 遍历集合
        for (Student s : ts) {
            System.out.println(s.getName() + "\t" + s.getChinese() + "\t"
                    + s.getMath() + "\t" + s.getEnglish());
        }
    }
}

运行结果
可以看到成功按照学生总成绩,由大到小排序

    原文作者：七里香今天更新文章了吗
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