java集合——树集（TreeSet）+对象的比较

【0】README

0.1） 本文描述转自 core java volume 1，源代码为原创，旨在理解 java集合——树集（TreeSet）+对象的比较 的相关知识；
0.2） for full source code, please visit https://github.com/pacosonTang/core-java-volume/blob/master/chapter13/TreeSetTest.java
0.3） for java.lang.Comparable 和 java.util.Comparator 的区别和联系：
http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/50320775　＋　http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/50320887

【1】树集（TreeSet）（用到了红黑树）

1.1）树集是一个有序集合。可以以任意顺序将元素插入到集合中，在对集合进行遍历时，每个值将自动地按照排序后的顺序呈现；

1.1.1）看个荔枝：

SortedSet<String> sorter = new TreeSet<>(); // TreeSet implements SortedSet
sorter.add("bob");
sorter.add("car");
sorter.add("amy");
for(String s: sorter)System.println(s);

1.1.2）将元素添加到树（TreeSet）中要比添加到散列表（HashSet）中慢， 但是，与将元素添加到数组或链表的正确位置上相比还是快很多的；

Attention） TreeSet 的排序功能用到了红黑树，因此迭代器总是以排好序的顺序访问每个元素）

API java.util.TreeSet<E> 1.2
TreeSet（）:构造一个空树集；
TreeSet（Collection<? extends E> elements）：构造一个树集， 并将集合中所有元素添加到树集中；

【2】对象的比较

2.1） TreeSet如何知道希望元素怎样排列呢？在默认情况下，树集假定插入的元素实现了 Comparable 接口，这个接口定义了一个方法：

public interface Comparable<T>
{in compareTo(T other);
}

2.1.1）排序后，a在b的前面，后面或相等，分别返回负值，正值，0；
2.1.2）有些标准的 java 平台类实现了 Comparable接口，如， String类，这个类的compareTo() 方法依据字典顺序对字符串进行比较；

2.2）如果要插入自定义对象，就必须通过实现 Comparable接口自定义排列顺序。

Attention）在 Object类中，没有提供任何 compareTo 接口的默认实现 （干货）；
2.2.1）看个荔枝：（展示了如何用部件编号对 Item 对象进行排序）

class Item implements Comparable<Item>
{public int compareTo(Item other){return partNumber - other.partNumber;}
}

Warning）只有整数在一个足够小的范围内，才可以使用这个技巧。如果x是一个较大的正整数， y是一个较大的负整数， x-y 有可能会溢出；

2.3）出现的问题+解决方法

2.3.1）出现的问题：使用 Comparable接口定义排列排序显然有其局限性。对于一个给定的类，只能实现这个接口一次。如果在一个集合中需要按照部件编号进行排序，在另一个集合中却要按照描述信息进行排序，该怎么办呢？还有，如果需要对一个类的对象进行排序，而这个类的创建者又没有实现 Comparable接口，又该怎么办呢？
2.3.2）解决方法： 通过将 Comparator 对象传递给TreeSet构造器来告诉树集使用不同的比较方法。 Comparator接口声明了一个带有两个显式参数的compare 方法:

public interface Comparator<T>
{int compare(T a, T b);
}

（即，当两个不同集合中的元素的排序规则不同，就要引入Comparator）
2.3.2.1）与 compareTo（）方法一样，a在b之前，之后，或相等，分别返回正值，负值和零；所以，我们直接定义一个实现 Comparator 接口的类：

class ItemComparator implements Comparator<Item>
{public int compare(Item a, Item b){String desrcA = a.getDescription();String desrcB = b.getDescription();String desrcA.compareTo(desrcB);}
}

2.3.2.2）然后将这个类对象传递给树集的构造器：

ItemComparator comp =  new ItemComparator();
SortedSort<Item> sort = new TreeSet<>(comp)；

Attention）
- A1） 注意，这个比较器没有任何数据，它只是比较方法的持有器。有时将这种对象称为函数对象。
- A2）函数对象通常动态定义，即定义为匿名内部类的实例：

SortedSet<Item> set = new TreeSet<>(new Comparable<Item>(){    //匿名 内部类；public int compare(Item a, Item b) // 匿名内部类中的方法；{String desrcA = a.getDescription();String desrcB = b.getDescription();String desrcA.compareTo(desrcB);}
});

Annotation）

A1）实际上， Comparator 接口声明了两个方法：compare 和 equals；
A2）当然，每个类都有一个 equals 方法，因此，为这个接口声明再添加一个 equals 方法似乎没有太大的好处；
A3） API文档说，不需要覆盖equals 方法，但这样做可能会在某些情况下提高性能；

2.4）下面的图是否给了我们的疑虑：是否总应该用树集（TreeSet）取代散列集（HashSet）？

2.4.1）因为添加一个元素所花费的时间看上去并不很长，而且元素时自动排序的；
2.4.2）到底应该怎样做将取决于所要收集的数据。如果不需要对数据进行排序，就没有必要付出排序开销 （干货，如何选择集类型，是树集TreeSet 还是散列集 HashSet）。
2.4.3）更重要的是， 对其排序要比散列函数更加困难，因为散列函数只是将对象适

2.5）收集矩形集（just for coarse understanding）：想具体了解树集和散列集间的差异，还需要研究一个收集矩形集的任务。如果使用 TreeSet，就需要提供 Comparator；

2.5.1）如何比较两个矩形呢？ 比较面积吗。这行不通。可能会有两个不同的矩形，它们的坐标不同，但面积却相同。树的排序必须是全序的。也就是说，任意两个元素是可比的，并且只有在两个元素相等时才return 0；
2.5.2）确实，有一种矩形的排序方式，（按照坐标的字典顺序排序），但它的计算很牵强且很繁琐。 相反地， Rectangle 类已经定义了散列函数，它直接对坐标进行散列；

Annotation） 从 Java SE 6 开始， TreeSet 类实现了 NavigableSet 接口。这个接口增加了几个便于定位元素以及反向遍历的方法；

2.6）看个荔枝：（下面的程序创建了两个 Item 对象的树集，第一个按照部件编号排序，这是Item对象的默认顺序。第二个通过使用一个定制的比较器来按照描述信息排序-）

Complementary）我们给出 Integer 源码的 Comparatable 实现：

java.lang.Comparable<T> 1.2
int compareTo(T other) ：将this 和 other 进行比较， 返回　正值、负值和０；java.util.Comparator<T> 1.2
int compare(T a, T b)： 将a 和 b进行比较， 返回　正值、负值和０；java.util.SortedSet<T> 1.2
Comparator<? super E> comparator() ：返回用于对元素进行排序的比较器， 如果元素用 Comparable 接口的compareTo 方法比较则返回 null；
E first();
E last();
返回有序集中的最小最大元素；java.util.NavigableSet<E> 6
E higher(E value)
E lower(E value)
返回大于 value 的最小元素或小于 value 的最大元素，否则返回 null；E ceiling(E value)
E floor(E value)
返回大于等于 value 的最小元素或小于等于 value 的最大元素，否则返回 null；E pollFirst(E value)
E pollLast(E value)
删除并返回这个集中的最大元素或最小元素， 这个集为空时返回 null；Iterator<E> descendingIterator()：返回一个按照 递减顺序遍历集合中元素的迭代器；java.util.TreeSet<E> 1.2
TreeSet（） ：构造一个用于 排列 Comparable 对象的树集；
TreeSet(Comparator<? super E > c )：构造一个树集， 并使用指定的比较器对其中的元素进行排序；
TreeSet(SortedSet<? extends E> elements)：构造一个树集， 将有序集中的所有元素添加到这个树集中， 并使用与给定集合相同的元素比较器；