Core Java Tutorial -- SortedMap

2022-05-28 00:50 329阅读 0赞

Java SortedMap 是一个提供了在键上完全排序的 Map。

1.  Java SortedMap  
    
    
    1.  Java SortedMap Constructors
    2.  Java SortedMap implementation
    3.  Java SortedMap Methods Compared to Map

# Java SortedMap #

Java SortedMap 既可以根据键自然排序进行排序也可以根据在创建 map 时提供的 [Comparator][] 来排序。

如果我们在创建 SortedMap 时不提供任何 [Comparator][] （应该用来接收 map 的键的），map 的所有键元素必须实现 [Comparable 接口][Comparator]来确保排序。

## Java SortedMap Constructors ##

按照规范，所有通用的 sorted map 都应提供一下标准构造函数：

1.  无参构造函数: 创建一个根据键的自然排序排序的 sorted map。
2.  带有一个 Comparator 类型参数的构造函数：创建一个键根据指定 comparator 排序的 sorted map。
3.  带有一个 Map 类型参数的构造函数：创建一个使用 map 中元素的且根据键的自然排序进行排序的 sorted map。
4.  带有一个 SortedMap 类型参数的构造函数：它应该像复制构造函数一样工作，并使用相同的元素和提供的 sorted map 的相同顺序创建新的 sorted map 。

当然，这是不可能的，因为接口不能像方法那样指定构造函数。

## Java SortedMap implementation ##

TreeMap 是一个广泛使用的 SortedMap 实现。让我们来使用上面提到的不同的构造器创建它的实例：

package SortedMap;
    
    import java.time.LocalDate;
    import java.util.SortedMap;
    import java.util.TreeMap;
    
    public class SortedMapTest { 
        public static void main(String[] args) {
    
            SortedMap<String, PersonalDetails> personMap = new TreeMap<>();
            personMap.put("Dan Brown", new PersonalDetails("Writer", LocalDate.of(1964, 6, 22), "New Hampshire"));
            personMap.put("Ayn Rand", new PersonalDetails("Writer", LocalDate.of(1905, 2, 2), "Saint Petersburg"));
            personMap.put("Devdutt Pattanaik", new PersonalDetails("Mythologist", LocalDate.of(1970, 12, 11), "Mumbai"));
    
            personMap.keySet().forEach(key ->
                    System.out.println(key + " -> " + personMap.get(key)));
        }
    }

`PersonalDetails` 实现：

package SortedMap;
    
    import java.time.LocalDate;
    
    public class PersonalDetails { 
        String occupation;
        LocalDate dataOfBirth;
        String city;
    
        public PersonalDetails(String occupation, LocalDate dataOfBirth, String city) {
            this.occupation = occupation;
            this.dataOfBirth = dataOfBirth;
            this.city = city;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return this.occupation + ", from " + this.city;
        }
    }

它将按照其按键的自然顺序打印 map。在这种情况下，键类型是 String，它实现了 Comparable 接口。

输出：

Ayn Rand -> Writer, from Saint Petersburg
    Dan Brown -> Writer, from New Hampshire
    Devdutt Pattanaik -> Mythologist, from Mumbai

如果我们在构造函数参数中提供 Comparator 实现，而不是无参数构造函数，则输出将具有不同的顺序。让我们写一个 lambda 表达式来提供比较器接口的compareTo 实现。假设我们想按照键的长度按照降序对键进行排序：

SortedMap<String, PersonalDetails> personMap = new TreeMap<>((s1, s2) -> s2.length() - s1.length());

输出：

Devdutt Pattanaik -> Mythologist, from Mumbai
    Dan Brown -> Writer, from New Hampshire
    Ayn Rand -> Writer, from Saint Petersburg

现在我们将通过传递另一个 Map 对象或不同的 sorted map 来创建一个 sorted map。

输出：

Ayn Rand -> Writer, from Saint Petersburg
    Dan Brown -> Writer, from New Hampshire
    Devdutt Pattanaik -> Mythologist, from Mumbai
    
    Sorted Map constructed using another sorted map:
    Ayn Rand -> Writer, from Saint Petersburg
    Dan Brown -> Writer, from New Hampshire
    Devdutt Pattanaik -> Mythologist, from Mumbai

与 [Map][] 相比，提供了一些额外的方法来使用排序，让我们来看看。

1.  `Comparator comparator()`：返回用于在映射中对键进行排序的比较器实例。如果按照自然顺序对键进行排序，则返回 null 。
2.  `Set<Map.Entry> entrySet()`：返回 map 中包含的映射的 Set 集合。
3.  `K firstKey()`：返回第一个（最低）键。
4.  `K lastKey()`：返回最后一个（最高）键。
5.  `Set keySet()`：返回包含 map 中所有键的 Set 集合。
6.  `SortedMap headMap(K toKey)`：返回键值小于 toKey 的 map 部分的视图。
7.  `SortedMap tailMap(K fromKey)`：返回键值大于或等于 fromKey 的 map 部分的视
8.  `Collection values()`：返回此映射中包含的值的 Collection 集合视图。

注意，上述方法返回的 Set 时实际 Set 的视图。对这些视图所做的更改也反映在实际的数据结构上。

## Java SortedMap Implementation ##

让我们来逐个探索这些方法。我们将通过传递一个比较器来创建一个 sorted map，comparator() 方法将返回比较器。

SortedMap sortedMap = new TreeMap(Comparator.reverseOrder());
    Comparator comparator = sortedMap.comparator();

我们来看看 Map 中的映射，它会给我们 Map.Ectry 的 Set 集合。

SortedMap<String, PersonalDetails> sortedMap = new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder());
    
            sortedMap.put("Dan Brown", new PersonalDetails("Writer", LocalDate.of(1964, 6, 22), "New Hampshire"));
            sortedMap.put("Ayn Rand", new PersonalDetails("Writer", LocalDate.of(1905, 2, 2), "Saint Petersburg"));
            sortedMap.put("Devdutt Pattanaik", new PersonalDetails("Mythologist", LocalDate.of(1970, 12, 11), "Mumbai"));
    
            Set<Map.Entry<String, PersonalDetails>> entrySet = sortedMap.entrySet();
    
            entrySet.forEach(entry ->
                    System.out.println(entry.getKey() + "->" + entry.getValue()));

迭代 entrySet 打印：

Devdutt Pattanaik->Mythologist, from Mumbai
    Dan Brown->Writer, from New Hampshire
    Ayn Rand->Writer, from Saint Petersburg

keySet() 将返回键的 Set 集合，而 values() 将但会值的 Collection 集合。

sortedMap.keySet().forEach(System.out::println);
    Collection<PersonalDetails> values = sortedMap.values();
    values.forEach(System.out::println);

此外，还有一些方法可用于获取第一个键，最后一个键，和小于等于或大于等于特定键的 map 部分。

System.out.println("Smallest and largest keys of the map:");
    System.out.println(sortedMap.firstKey());
    System.out.println(sortedMap.lastKey());
    
    System.out.println("Head map containing keys whose values are less than D.");
    SortedMap headMap = sortedMap.headMap("D");
    headMap.keySet().forEach(System.out::println);
    
    System.out.println("Tail map containing keys whose values are greater than or equal to D:");
    SortedMap tailMap = sortedMap.tailMap("D");
    tailMap.keySet().forEach(System.out::println);

[Comparator]: https://www.journaldev.com/780/comparable-and-comparator-in-java-example
[Map]: https://blog.csdn.net/Oktfolio/article/details/79646214