Java基础知识之TreeSet的使用

电玩女神 2023-09-25 17:50 13阅读 0赞

> TreeSet是一个具有唯一元素的二叉树集合，同时TreeSet是Set接口的一个实现类（TreeSet实现了Set的接口），它具有Set的特点。

> Set的特点有：不可重复，元素无顺序，没有带索引的方法（因此不能使用普通for循环来遍历，也不能通过索引来获取或删除Set集合中的元素值）。

> TreeSet的特点：不可重复，没有带索引的方法（因此不能使用普通for循环来遍历，也不能通过索引来获取或删除TreeSet集合中的元素值），可以将元素按自定义规则进行排序。

接下来我们将从TreeSet的三个特点并结合代码来学习TreeSet。（由于TreeSet没有带索引的方法，因此TreeSet的第二个特点只能使用forEach语句与Iterator迭代器来实现TreeSet的遍历）

`注意：TreeSet的默认数据类型是Object类，理论上我们可以通过add()方法来添加任意数据类型，但是如果我们这样子做，当我们进行遍历输出的时候就会遇到麻烦！！！因此我们在使用TreeSet的时候，请使用泛型来约束数据类型！！！`

## 一、不可重复 ##

数据类型为String类型的TreeSet，用普通输出语句来实现TreeSet元素的输出

运行结果（重复的aa元素被筛掉）  
![在这里插入图片描述][b955b02e05534f78a95cb211756ea7da.png]

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Integer类型的TreeSet，用普通输出语句来实现TreeSet元素的输出

public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //若要使用TreeSet，我们需要导入import java.util.TreeSet;
            //我们使用泛型来约束TreeSet的数据类型为Integer数据类型
            TreeSet<Integer> set=new TreeSet<>();
            //使用add()方法来添加数据
            set.add(18);
            set.add(20);
            set.add(20);
            //打印
            System.out.println(set);
        }
    }

运行结果（重复的20元素被筛掉，TreeSet不可重复特点）  
![在这里插入图片描述][efb6f101c7854a85871748ce2e867f63.png]

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TreeSet操作自定义Student类型数据

Student类

//若要在TreeSet中遍历我们自定义的数据类，我们需要复写Comparable接口中的compareTo()方法
    public class Student implements Comparable<Student>{
        
        private String name;
        private char gender;
        private int age;
        private double salary;
        //无参构造方法
        public Student() {
        }
        //全参构造方法
        public Student(String name, char gender, int age, double salary) {
        
            this.name = name;
            this.gender = gender;
            this.age = age;
            this.salary = salary;
        }
        //Set,Get方法
        public String getName() {
        
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
        public char getGender() {
        
            return gender;
        }
        public void setGender(char gender) {
        
            this.gender = gender;
        }
        public int getAge() {
        
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
        
            this.age = age;
        }
        public double getSalary() {
        
            return salary;
        }
        public void setSalary(double salary) {
        
            this.salary = salary;
        }
        //toString方法
        @Override
        public String toString() {
        
            return "Student{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", gender=" + gender +
                    ", age=" + age +
                    ", salary=" + salary +
                    '}';
        }
    	//复写compareTo方法
        @Override
        public int compareTo(Student o) {
        
            return -1;
            //return的值不同，输出的结果就不同
            //若返回的结果是0，则只会返回第一个元素
            //若返回的结果是1，则会返回所有元素（按输入的顺序输出）
            //若返回的结果是-1，则会返回所有元素（按输入的顺序反向输出）
        }
    }

Student类型的TreeSet，用forEach语句来实现TreeSet元素的遍历输出

public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //若要使用TreeSet，我们需要导入import java.util.TreeSet;
            //我们使用泛型来约束TreeSet的数据类型为Student类型
            TreeSet<Student> set=new TreeSet<>();
            //使用add()方法来添加数据
            set.add(new Student("zhangsan",'男',18,2500.00));
            set.add(new Student("lisi",'女',19,2600.00));
            set.add(new Student("wangwu",'男',20,3000.00));
            set.add(new Student("wangwu",'男',20,3000.00));
            //在此我们使用forEach来遍历TreeSet
            //Student是set的数据类型，我们将set的数据存入student（此名字你可以自定义）中并输出
            for(Student student:set){
        
                System.out.println(student);
            }
        }
    }

Student类 return 0的输出  
![在这里插入图片描述][bc30e6230cab46eca86bcb1405f192fa.png]

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Student类 return 1的输出  
`我们发现这里输出的内容含有重复的值，其实这并没有违反TreeSet不可重复这一条件，这是因为我们实际上并没有真正重写Comparable接口中的compareTo()方法，在元素进行比较的时候，计算机并没有通过比较他们的值来判定他们是否不同，而是通过比较他们存储的内存地址来比较他们是否不同，而我们都知道在我们存储数据时，都会为元素开辟一个内存空间，而开辟的内存空间各个内存空间的地址肯定是不同的，因此计算机认为他们是不同的。`  
![在这里插入图片描述][d26a71de23674b1b997a4fa3677139e8.png]

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Student类 return -1的输出  
`我们发现这里输出的内容含有重复的值，其实这并没有违反TreeSet不可重复这一条件，这是因为我们实际上并没有真正重写Comparable接口中的compareTo()方法，在元素进行比较的时候，计算机并没有通过比较他们的值来判定他们是否不同，而是通过比较他们存储的内存地址来比较他们是否不同，而我们都知道在我们存储数据时，都会为元素开辟一个内存空间，而开辟的内存空间各个内存空间的地址肯定是不同的，因此计算机认为他们是不同的。`  
![在这里插入图片描述][ea79653a8aa6422e8a9187aa3f97a643.png]

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那么我们如何使得TreeSet存储的数据的值不可重复呢？下面我们来复写Comparable接口中的compareTo()方法

## 二、元素可以按我们自定义规则进行排序 ##

Student类重写compareTo()方法（使用年龄排序，相同年龄不会存储，在这里我们规定数据按年龄进行排序，那么就相当于告诉计算机即使数据名字不同，年龄相同就认为它们就是相同的）

//复写compareTo方法，按年龄进行排序
        @Override
        public int compareTo(Student o) {
        
            //这里我们根据年龄来排序，当我们存入一个数据后，它就变成了this,之后我们再存入数据，此数据就是o
            //例如我们刚开始存入(zhangsan,18),那么此时this.age=18,之后我们存入(lisi,19),那么o.getAge()=19
            //所以此时result=18-19=-1<0,表明传入对象(o)年龄>this对象年龄，传入对象存入右边即(zhangsan,18),(lisi,19)
            //之后我们又传入(wangwu,20),那么它会先于(zhangsan,18)比较，再与(lisi,19)比较，最后形成(zhangsan,18),(lisi,19),(wangwu,20)
            //最后我们传入(chenliu,20),那么它会先于(zhangsan,18)比较，再与(lisi,19)比较，最后再与(wangwu,20)比较，result=18-18=0,年龄相同，计算机认为它们是重复的，不在存入
            int result=this.age-o.getAge();
            return result;
        }

Student类型的TreeSet，用forEach语句来实现TreeSet元素的遍历输出

public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //若要使用TreeSet，我们需要导入import java.util.TreeSet;
            //我们使用泛型来约束TreeSet的数据类型为Student类型
            TreeSet<Student> set=new TreeSet<>();
            //使用add()方法来添加数据
            set.add(new Student("zhangsan",'男',18,2500.00));
            set.add(new Student("lisi",'女',19,2600.00));
            set.add(new Student("wangwu",'男',20,3000.00));
            set.add(new Student("chenliu",'男',20,3000.00));
            //在此我们使用forEach来遍历TreeSet
            //Student是set的数据类型，我们将set的数据存入student（此名字你可以自定义）中并输出
            for(Student student:set){
        
                System.out.println(student);
            }
        }
    }

运行结果：（可以看到wangwu与chenliu名字不同，但是年龄相同，计算机也会认为他们重复）  
![在这里插入图片描述][b2b30d7b61404521915b24c22c40e40c.png]

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Student类重写compareTo()方法（使用年龄与姓名进行排序，相同年龄，排名字，名字与年龄若均相同，计算机则会认为数据重复）

//复写compareTo方法
        @Override
        public int compareTo(Student o) {
        
            //这里我们先根据年龄来排序，当我们存入一个数据后，它就变成了this,之后我们再存入数据，此数据就是o
            //例如我们刚开始存入(zhangsan,18),那么此时this.age=18,之后我们存入(lisi,19),那么o.getAge()=19
            //所以此时result=18-19=-1<0,表明传入数据>当前数据，传入元素存入右边即(zhangsan,18),(lisi,19)
            //之后我们又传入(wangwu,20),那么它会先于(zhangsan,18)比较，再与(lisi,19)比较，最后形成(zhangsan,18),(lisi,19),(wangwu,20)
            //最后我们传入(chenliu,20),那么它会先于(zhangsan,18)比较，再与(lisi,19)比较，最后再与(wangwu,20)比较，年龄相同，对名字进行排序
            int result=this.age-o.getAge();
            
            //下面的语句指出，如果result==0（即年龄相同），则执行this.name.compareTo(o.getName())对名字进行排序，否则（年龄不同）执行result（按年龄排序），并将最终结果存储在变量中。
            //那么这样wangwu与chenliu的年龄相同时，会比较他们的姓名，名字不同，因此计算机会将它们视为不同对象，并根据它们的姓名进行排序
            result = result==0 ? this.name.compareTo(o.getName()) :result;
            return result;
        }

Student类型的TreeSet，用forEach语句来实现TreeSet元素的遍历输出

public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //若要使用TreeSet，我们需要导入import java.util.TreeSet;
            //我们使用泛型来约束TreeSet的数据类型为Student类型
            TreeSet<Student> set=new TreeSet<>();
            //使用add()方法来添加数据
            set.add(new Student("zhangsan",'男',18,2500.00));
            set.add(new Student("lisi",'女',19,2600.00));
            set.add(new Student("wangwu",'男',20,3000.00));
            set.add(new Student("chenliu",'男',20,3000.00));
            //在此我们使用forEach来遍历TreeSet
            //Student是set的数据类型，我们将set的数据存入student（此名字你可以自定义）中并输出
            for(Student student:set){
        
                System.out.println(student);
            }
        }
    }

运行结果：（可以看到wangwu与chenliu均输出）  
![在这里插入图片描述][4c0a149060844d34a75a08645ad55c20.png]

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## 三、使用Iterator迭代器来实现TreeSet元素遍历输出 ##

public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //若要使用TreeSet，我们需要导入import java.util.TreeSet;
            //我们使用泛型来约束TreeSet的数据类型为String类型
            TreeSet<String> set=new TreeSet<>();
            //使用add()方法来添加数据
            set.add("aa");
            set.add("aa");
            set.add("bb");
            //在此我们使用Iterator迭代器来遍历TreeSet
            //创建迭代器对象
            Iterator<String> iterator=set.iterator();
            //判断该位置是否有值，iterator.hasNext()它会查看我们当前位置是否存在元素，存在元素返回true，不存在元素返回false
            while(iterator.hasNext()){
        
            	//获取该位置的元素值,iterator.next()它会取得我们目前位置的元素，然后指针后移
                System.out.println(iterator.next());
            }
        }
    }

运行结果：（不可重复）  
![在这里插入图片描述][c217331643ae44dcafcd20facfbeba7b.png]

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OK! TreeSet的这三大特点的运用就介绍完毕！

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