# Java `TreeSet`
> 原文： [https://www.programiz.com/java-programming/treeset](https://www.programiz.com/java-programming/treeset)
#### 在本教程中，我们将借助示例学习 Java `TreeSet`类及其各种操作和方法。
Java 集合框架的`TreeSet`类提供树数据结构的功能。
它扩展了[`NavigableSet`接口](/java-programming/navigableset "Java NavigableSet Interface")。
* * *
## 创建一个`TreeSet`
为了创建树集，我们必须首先导入`java.util.TreeSet`包。
导入包后，可以使用以下方法在 Java 中创建`TreeSet`。
```java
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
```
在这里，我们创建了没有任何参数的`TreeSet`。 在这种情况下，`TreeSet`中的元素会自然排序（升序）。
但是，我们可以使用`Comparator`接口自定义元素的排序。 我们将在本教程的后面部分中学习它。
* * *
## `TreeSet`的方法
`TreeSet`类提供了各种方法，使我们可以对设备执行各种操作。
* * *
## 将元素插入`TreeSet`
* `add()` - 将指定的元素插入到集合中
* `addAll()` - 将指定集合的所有元素插入集合
例如，
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> evenNumbers = new TreeSet<>();
// Using the add() method
evenNumbers.add(2);
evenNumbers.add(4);
evenNumbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + evenNumbers);
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(1);
// Using the addAll() method
numbers.addAll(evenNumbers);
System.out.println("New TreeSet: " + numbers);
}
}
```
**输出**
```java
TreeSet: [2, 4, 6]
New TreeSet: [1, 2, 4, 6]
```
* * *
## 访问`TreeSet`元素
要访问树集的元素，我们可以使用`iterator()`方法。 为了使用此方法，我们必须导入`java.util.Iterator`包。 例如，
```java
import java.util.TreeSet;
import java.util.Iterator;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Calling iterator() method
Iterator<Integer> iterate = numbers.iterator();
System.out.print("TreeSet using Iterator: ");
// Accessing elements
while(iterate.hasNext()) {
System.out.print(iterate.next());
System.out.print(", ");
}
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 5, 6]
TreeSet using Iterator: 2, 5, 6,
```
* * *
## 删除元素
* `remove()` - 从集合中删除指定的元素
* `removeAll()` - 从集合中删除所有元素
例如：
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Using the remove() method
boolean value1 = numbers.remove(5);
System.out.println("Is 5 removed? " + value1);
// Using the removeAll() method
boolean value2 = numbers.removeAll(numbers);
System.out.println("Are all elements removed? " + value2);
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 5, 6]
Is 5 removed? true
Are all elements removed? true
```
* * *
## 用于导航的方法
由于`TreeSet`类实现了`NavigableSet`，因此它提供了各种方法来浏览树集的元素。
### 1\. `first()`和`last()`方法
* `first()` - 返回集合的第一个元素
* `last()` - 返回集合的最后一个元素
例如：
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Using the first() method
int first = numbers.first();
System.out.println("First Number: " + first);
// Using the last() method
int last = numbers.last();
System.out.println("Last Number: " + last);
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 5, 6]
First Number: 2
Last Number: 6
```
* * *
### 2\. `ceiling()`，`floor()`，`higher()`和`lower()`方法
* **`upper(element)`** - 返回大于指定`element`的那些元素中的最低元素。
* **`lower(element)`** - 返回小于指定`element`的那些元素中最大的元素。
* **`ceiling(element)`** - 返回大于指定`element`的那些元素中的最低元素。 如果通过的`element`存在于树集中，则它返回作为参数传递的`element`。
* **`floor(element)`** - 返回小于指定`element`的那些元素中最大的元素。 如果传递的`element`存在于树集中，则它返回作为参数传递的`element`。
例如：
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(4);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Using higher()
System.out.println("Using higher: " + numbers.higher(4));
// Using lower()
System.out.println("Using lower: " + numbers.lower(4));
// Using ceiling()
System.out.println("Using ceiling: " + numbers.ceiling(4));
// Using floor()
System.out.println("Using floor: " + numbers.floor(3));
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using higher: 5
Using lower: 2
Using ceiling: 4
Using floor: 2
```
* * *
### 3\. `pollfirst()`和`pollLast()`方法
* `pollFirst()` - 返回并从集合中删除第一个元素
* `pollLast()` - 返回并从集合中删除最后一个元素
例如：
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(4);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Using pollFirst()
System.out.println("Removed First Element: " + numbers.pollFirst());
// Using pollLast()
System.out.println("Removed Last Element: " + numbers.pollLast());
System.out.println("New TreeSet: " + numbers);
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Removed First Element: 2
Removed Last Element: 6
New TreeSet: [4, 5]
```
* * *
### 4\. `headSet()`，`tailSet()`和`subSet()`方法
* * *
### `headSet(element, booleanValue)`
`headSet()`方法返回指定的`element`（作为参数传递）之前的树集的所有元素。
`booleanValue`参数是可选的。 其默认值为`false`。
如果`true`作为`booleanValue`传递，则该方法返回指定元素之前的所有元素，包括指定元素。
例如：
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(4);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Using headSet() with default boolean value
System.out.println("Using headSet without boolean value: " + numbers.headSet(5));
// Using headSet() with specified boolean value
System.out.println("Using headSet with boolean value: " + numbers.headSet(5, true));
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using headSet without boolean value: [2, 4]
Using headSet with boolean value: [2, 4, 5]
```
* * *
### `tailSet(element, booleanValue)`
`tailSet()`方法返回包含指定的`element`的指定`element`（作为参数传递）之后的树集的所有元素。
`booleanValue`参数是可选的。 其默认值为`true`。
如果`false`作为`booleanValue`传递，则该方法返回指定的`element`之后的所有元素，而不包括指定的`element`。
例如：
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(4);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Using tailSet() with default boolean value
System.out.println("Using tailSet without boolean value: " + numbers.tailSet(4));
// Using tailSet() with specified boolean value
System.out.println("Using tailSet with boolean value: " + numbers.tailSet(4, false));
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using tailSet without boolean value: [4, 5, 6]
Using tailSet with boolean value: [5, 6]
```
* * *
### `subSet(e1, bv1, e2, bv2)`
`subSet()`方法返回`e1`和`e2`之间的所有元素，包括`e1`。
`bv1`和`bv2`是可选参数。`bv1`的默认值为`true`，`bv2`的默认值为`false`。
如果`false`作为`bv1`传递，则该方法返回`e1`和`e2`之间的所有元素，但不包括`e1`。
如果`true`作为`bv2`传递，则该方法返回`e1`和`e2`之间的所有元素，包括`e1`。
例如：
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(2);
numbers.add(5);
numbers.add(4);
numbers.add(6);
System.out.println("TreeSet: " + numbers);
// Using subSet() with default boolean value
System.out.println("Using subSet without boolean value: " + numbers.subSet(4, 6));
// Using subSet() with specified boolean value
System.out.println("Using subSet with boolean value: " + numbers.subSet(4, false, 6, true));
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [2, 4, 5, 6]
Using subSet without boolean value: [4, 5]
Using subSet with boolean value: [5, 6]
```
* * *
## 集的操作
`TreeSet`类的方法也可以用于执行各种设置操作。
* * *
### 并集
为了执行两个集合之间的联合，我们使用`addAll()`方法。 例如，
```java
import java.util.TreeSet;;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> evenNumbers = new TreeSet<>();
evenNumbers.add(2);
evenNumbers.add(4);
System.out.println("TreeSet1: " + evenNumbers);
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
System.out.println("TreeSet2: " + numbers);
// Union of two sets
numbers.addAll(evenNumbers);
System.out.println("Union is: " + numbers);
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3]
Union is: [1, 2, 3, 4]
```
* * *
### 交集
为了执行两个集合之间的交集，我们使用`retainAll()`方法。 例如，
```java
import java.util.TreeSet;;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> evenNumbers = new TreeSet<>();
evenNumbers.add(2);
evenNumbers.add(4);
System.out.println("TreeSet1: " + evenNumbers);
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
System.out.println("TreeSet2: " + numbers);
// Intersection of two sets
numbers.retainAll(evenNumbers);
System.out.println("Intersection is: " + numbers);
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3]
Intersection is: [2]
```
* * *
### 差集
要计算两组之间的差异，我们可以使用`removeAll()`方法。 例如，
```java
import java.util.TreeSet;;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> evenNumbers = new TreeSet<>();
evenNumbers.add(2);
evenNumbers.add(4);
System.out.println("TreeSet1: " + evenNumbers);
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
numbers.add(4);
System.out.println("TreeSet2: " + numbers);
// Difference between two sets
numbers.removeAll(evenNumbers);
System.out.println("Difference is: " + numbers);
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet1: [2, 4]
TreeSet2: [1, 2, 3, 4]
Difference is: [1, 3]
```
* * *
### 集合的子集
为了检查一个集合是否是另一个集合的子集，我们使用`containsAll()`方法。 例如，
```java
import java.util.TreeSet;
class Main {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> numbers = new TreeSet<>();
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
numbers.add(4);
System.out.println("TreeSet1: " + numbers);
TreeSet<Integer> primeNumbers = new TreeSet<>();
primeNumbers.add(2);
primeNumbers.add(3);
System.out.println("TreeSet2: " + primeNumbers);
// Check if primeNumbers is subset of numbers
boolean result = numbers.containsAll(primeNumbers);
System.out.println("Is TreeSet2 subset of TreeSet1? " + result);
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet1: [1, 2, 3, 4]
TreeSet2: [2, 3]
Is TreeSet2 subset of TreeSet1? True
```
* * *
## `TreeSet`的其他方法
| 方法 | 描述 |
| --- | --- |
| `clone()` | 创建`TreeSet`的副本 |
| `contains()` | 在`TreeSet`中搜索指定的元素并返回布尔结果 |
| `isEmpty()` | 检查`TreeSet`是否为空 |
| `size()` | 返回`TreeSet`的大小 |
| `clear()` | 从`TreeSet`中删除所有元素 |
要了解更多信息，请访问 [Java `TreeSet`（Java 官方文档）](https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/TreeSet.html)。
* * *
## `TreeSet`和`HashSet`
`TreeSet`和`HashSet`都实现`Set`接口。 但是，它们之间存在一些差异。
* 与`HashSet`不同，`TreeSet`中的元素以某种顺序存储。 这是因为`TreeSet`也实现了`SortedSet`接口。
* `TreeSet`提供了一些易于导航的方法。 例如`first()`，`last()`，`headSet(`，`tailSet()`等。这是因为`TreeSet`也实现了`NavigableSet`接口。
* 对于基本操作（例如添加，删除，包含和调整大小），`HashSet`比`TreeSet`更快。
* * *
## `TreeSet`比较器
在以上所有示例中，树集元素都是自然排序的。 但是，我们也可以自定义元素的顺序。
为此，我们需要基于对树集中的哪些元素进行排序来创建自己的比较器类。 例如，
```java
import java.util.TreeSet;
import java.util.Comparator;
class Main {
public static void main(String[] args) {
// Creating a tree set with customized comparator
TreeSet<String> animals = new TreeSet<>(new CustomComparator());
animals.add("Dog");
animals.add("Zebra");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("TreeSet: " + animals);
}
// Creating a comparator class
public static class CustomComparator implements Comparator<String> {
@Override
public int compare(String animal1, String animal2) {
int value = animal1.compareTo(animal2);
// elements are sorted in reverse order
if (value > 0) {
return -1;
}
else if (value < 0) {
return 1;
}
else {
return 0;
}
}
}
}
```
**输出**：
```java
TreeSet: [Zebra, Horse, Dog, Cat]
```
在上面的示例中，我们创建了一个树集，将`CustomComparator`类作为参数传递。
`CustomComparator`类实现`Comparator`接口。
然后，我们覆盖`compare()`方法。 现在，该方法将以相反的顺序对元素进行排序。
要了解更多信息，请访问 [Java `Comparator`（Java 官方文档）](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Comparator.html)。
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