TreeMap和TreeSet区别和实现原理

2020-08-05 11:27发布

4条回答
像风没有归宿
2楼 · 2020-08-05 11:58
  1. 最主要的区别就是TreeSet和TreeMap分别实现Set和Map接口

  • TreeSet只存储一个对象,而TreeMap存储两个对象Key和Value(仅仅key对象有序)

  • TreeSet中不能有重复对象,而TreeMap中可以存在

  • TreeMap的底层采用红黑树的实现,完成数据有序的插入,排序。


我的网名不再改
3楼 · 2020-08-05 16:47

TreeMap 和 TreeSet 是 Java Collection Framework 的两个重要成员,其中 TreeMap 是 Map 接口的常用实现类,而 TreeSet 是 Set 接口的常用实现类。

虽然 TreeMap 和TreeSet 实现的接口规范不同,但 TreeSet 底层是通过 TreeMap 来实现的(如同HashSet底层是是通过HashMap来实现的一样),因此二者的实现方式完全一样。而 TreeMap 的实现就是红黑树算法。

与HashSet完全类似,TreeSet里面绝大部分方法都是直接调用TreeMap方法来实现的。

相同点:

  1. TreeMap和TreeSet都是有序的集合,也就是说他们存储的值都是排好序的。

  • TreeMap和TreeSet都是非同步集合,因此他们不能在多线程之间共享,不过可以使用方法Collections.synchroinzedMap()来实现同步

  • 运行速度都要比Hash集合慢,他们内部对元素的操作时间复杂度为O(logN),而HashMap/HashSet则为O(1)。


不同点:

  1. 最主要的区别就是TreeSet和TreeMap分别实现Set和Map接口

  • TreeSet只存储一个对象,而TreeMap存储两个对象Key和Value(仅仅key对象有序)

  • TreeSet中不能有重复对象,而TreeMap中可以存在

  • TreeMap的底层采用红黑树的实现,完成数据有序的插入,排序。


  • 红黑树的特点:

  • 性质 1:每个节点要么是红色,要么是黑色。

  • 性质 2:根节点永远是黑色的。

  • 性质 3:所有的叶节点都是空节点(即 null),并且是黑色的。

  • 性质 4:每个红色节点的两个子节点都是黑色。(从每个叶子到根的路径上不会有两个连续的红色节点)

  • 性质 5:从任一节点到其子树中每个叶子节点的路径都包含相同数量的黑色节点。


TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口,该接口提供了比较元素的compareTo()方法,当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。

TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。

Collections工具类的sort方法有两种重载的形式,

第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较;

第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较,但是要求传入第二个参数,参数是Comparator接口的子类型(需要重写compare方法实现元素的比较),相当于一个临时定义的排序规则,其实就是通过接口注入比较元素大小的算法,也是对回调模式的应用(Java中对函数式编程的支持)。 


起风了
4楼 · 2020-08-06 09:25

TreeSet底层则采用NavigableMap这个接口来保存TreeSet集合,而实际上NavigableMap只是一个接口,实际上TreeSet还是用TreeMap来保存set元素。

TreeSet初始化的时候会new 一个TreeMap进行初始化;

private transient NavigableMap m;

TreeSet(NavigableMap m) {
        this.m = m;
}

 public TreeSet() {
        this(new TreeMap());

 }

......

TreeMap采用一种被称为“红黑树”的排序二叉树来保存Map中的的每个Entry——每个Entry都被当做红黑树的一个节点来对待;

TreeMap的插入就是一个“排序二叉树”算法:每当程序添加新节点时,总是从树的根节点开始比较,即将根节点当成当前节点,如果新增节点大于当前节点且当前节点的右节点存在,则以右节点作为当前节点;如果新增节点小于当前节点且当前节点的左节点存在,则以左节点作为当前节点;如果新增节点等于当前节点,则新增节点覆盖当前节点;直到某个节点的左右节点不存在,并结束循环;将新增的节点作为该节点的子节点,如果新增的节点大于该节点,则添加成该节点的右节点,如果新增的节点小于该节点,则添加成该节点的左节点;

TreeMap 根据Key来获取value。

相同点:

(1)都是有序集合,也就是说他们存储的值(key)都是排好序的。

(2)都是非同步的,因此它们不能在多线程之间共享,不过可以使用方法Collections.synchroinzedMap()或者Collections.synchroinzedSet()来实现同步。

(3)运行速度都要比Hash集合慢,它们内部对元素的操作时间复杂度为O(logN),而HashMap和HashSet则为O(1)。

不同点:

(1)TreeSet和TreeMap实现的接口规范不同,分别实现Set和Map接口。

注意:

TreeSet和TreeMap要求存放的对象(对TreeMap来说是键值对映射的键)所属的类必须实现Comparable接口(或者通过Comparator实例化TreeSet和TreeMap对象),该接口提供了比较元素的compareTo()方法,当插入元素时会调用该方法比较元素的大小。

补充:

Collections工具类的sort方法有两种重载的形式:sort(List list) 与sort(List list, Comparator c)

第一种要求传入的待排序容器中存放的对象所属的类必须实现Comparable接口以实现元素的比较。
第二种不强制要求待排序容器中存放的对象所属的类必须实现Comparable接口,但是要求传入第二个参数,这个参数是Comparator接口的子类型(需要重写compare方法实现元素的比较),相当于一个临时定义的排序规则,其实就是通过接口注入比较元素大小的算法,也是对回调模式的应用(Java中对函数式编程的支持)。
---------------------


小张同学
5楼 · 2021-04-08 11:14

相同点:

1、都是有序集合

2、TreeMap是TreeSet的底层结构

3、运行速度都比hash慢


区别:

1、TreeSet只存储一个对象,而TreeMap存储两个对象Key和Value(仅仅key对象有序)

2、TreeSet中不能有重复对象,而TreeMap中可以存在

3、TreeMap的底层采用红黑树的实现,完成数据有序的插入,排序。


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