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TreeSet是什么

TreeSet 是 Java 中 Set 接口的一个实现，基于 [[二叉树|红黑树（Red-Black Tree）]] 结构，用于存储无重复且有序的元素。它自动维护元素的排序顺序，并支持高效的查找、插入和删除操作。

• 底层使用红黑树结构
  • 去重、排序（拿树中已存在的元素和要存储的元素比较【比较大小：0、正数（右节点）、负数（左节点）】）
• 不能存储重复元素
• 没有索引
• 每个元素被存入时，会按照 自然排序（Comparable） 或 自定义排序（Comparator） 进行排列。
• 插入、删除、查找的时间复杂度是 **O(log n)**，因为红黑树保持了平衡。

TreeSet如何判断元素的唯一性？

在 TreeSet 中，元素的唯一性由二叉搜索树（红黑树）的规则决定：

1. 如果 compareTo()（Comparable） 或 compare()（Comparator） 返回 0，则认为两个元素相等，新元素不会被加入。
2. 如果返回负数或正数，则新元素被插入到树的不同位置。

通过[[Comparable和Comparator|Comparable]]实现唯一性

如果类实现了 Comparable<T>，那么 TreeSet 会调用 compareTo() 方法进行元素比较。

import java.util.Objects;  
  
public class Person implements Comparable<Person> {  
    private String name;  
    private int age;  
  
    public Person(String name, int age) {  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
    }  
  
    @Override  
    public int hashCode() {  
        return Objects.hash(name, age);  
    }  
  
    @Override  
    public boolean equals(Object obj) {  
        if (this == obj) return true;  
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;  
        Person person = (Person) obj;  
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);  
    }  
  
    @Override  
    public int compareTo(Person o) {  
    //比较大小  0表示相同  负数表示小  整数表示大
        if (this == o) return 0;  
        // 先按 name 排序，name 相同时按 age 排序  
        int res = this.name.compareTo(o.name);  
        return (res != 0) ? res : Integer.compare(this.age, o.age);  
        //  return (res != 0) ? res : this.age - o.age;  
    }  
  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + '}';  
    }  
  
    // Getters and Setters  
    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;  
    }  
}

import java.util.TreeSet;  
  
public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
  
        TreeSet<Person> set = new TreeSet<Person>();  
        Person aaa = new Person("aaa", 18);  
  
        set.add(aaa);  
        set.add(new Person("ccc", 19));  
        set.add(new Person("bbb", 16));  
        set.add(new Person("aaa", 20));  
        set.add(aaa);  
        for (Person person : set) {  
            System.out.println(person);  
        }  
    }  
}

输出结果：

Person{name='aaa', age=18}
Person{name='aaa', age=20}
Person{name='bbb', age=16}
Person{name='ccc', age=19}

通过[[Comparable和Comparator|Comparator]]自定义唯一性

如果类**没有实现 Comparable**，可以使用 Comparator 自定义比较规则。

import java.util.*;

class Employee {
    String name;
    int salary;

    public Employee(String name, int salary) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name + "($" + salary + ")";
    }
}

public class CustomComparatorExample {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Employee> employees = new TreeSet<>(Comparator.comparingInt(e -> e.salary));

        employees.add(new Employee("Alice", 5000));
        employees.add(new Employee("Bob", 6000));
        employees.add(new Employee("Charlie", 5000)); // 被认为是重复元素

        System.out.println(employees); // 输出：[Alice($5000), Bob($6000)]
    }
}

使用注意

• hashCode() 和 equals() 不会影响元素的唯一性。
• 但如果对象可能**同时存入 HashSet 和 TreeSet**，建议 equals() 和 compareTo() 逻辑一致，防止数据不一致。