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经验
2021-11-08

TreeMap

简介

TreeMap是一个直接由红黑树实现的结构，对于Key值得比较来排序，显然得到：

1.key的class必须实现comparable方法，不能抛出ClassCastException异常，否则必须指定一个comprartor

2.由于TreeMap实现了Serializable接口，所以默认的或者自定义的comparator也应该实现该接口

最重要的是，实现了NavigableMap，我理解为导航map,提供了各种操作map视图的操作

public class TreeMap<K,V>
    extends AbstractMap<K,V>
    implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable{}
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构造方法

四个构造方法，其实就是是否使用默认的compatator

对于无序Map，直接调用putAll,有序的SortedMap话递归调用buildFromSorted，提高效率

public TreeMap() {
    comparator = null;
}

public TreeMap(Comparator<# super K> comparator) {
        this.comparator = comparator;
    }

public TreeMap(Map<# extends K, # extends V> m) {
    comparator = null;
    putAll(m);
}

public TreeMap(SortedMap<K, # extends V> m) {
    comparator = m.comparator();
    try {
        buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);
    } catch (java.io.IOException cannotHappen) {
    } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
    }
}
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但是putAll依然判断了map instanceof SortedMap

具体的红黑树的操作在此不作赘述

remove(),put()最根本的操作是红黑树的操作，get()也是二叉搜索树比较直观的实现

方法详解

有关树的操作的方法，其实就是代码分支比较多，需要考虑各种情况然后转换为代码就好了
比较的话看如果有comparator就用，没有就用key默认的comparable

successor() 查找下个节点

在containsValue()从第一个节点开始successor遍历
在forEach()从第一个节点开始successor遍历
replaceAll()从第一个节点开始successor遍历赋值新的value
remove()遍历找出Object删除

static <K,V> TreeMap.Entry<K,V> successor(Entry<K,V> t) {
    // 首先明确，下个节点是比当前节点大的节点，为当前节点右节点的左叶子节点
    if (t == null)
        return null;
    else if (t.right != null) {
        Entry<K,V> p = t.right;
        while (p.left != null)
            p = p.left;
        return p;
    } else {
        Entry<K,V> p = t.parent;
        Entry<K,V> ch = t;
        // 当右节点为空，并且是父节点的右节点时，下个节点当前分支树的父节点
        while (p != null && ch == p.right) {
            ch = p;
            p = p.parent;
        }
        // 当右节点为空，并且是父节点的左节点时，下个节点当前节点的父节点
        return p;
    }
}
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getCeilingEntry()/getFloorEntry 获取[low,key]/[key,high]的最大/小值，没有返回null

// 这个跟successor是相似的，其实如果根据搜索树没找到，就是找的下一个节点
final Entry<K,V> getCeilingEntry(K key) {
    Entry<K,V> p = root;
    while (p != null) {
        int cmp = compare(key, p.key);
        //比当前节点小，再跟左子节点比较
        if (cmp < 0) {
            if (p.left != null)
                p = p.left;
            else
                return p;
        } else if (cmp > 0) {
            //比当前节点大，再跟右子节点比较
            if (p.right != null) {
                p = p.right;
            } else {
                //这里跟successor相同，比最右叶子大，下一个为当前子树的父节点
                Entry<K,V> parent = p.parent;
                Entry<K,V> ch = p;
                while (parent != null && ch == parent.right) {
                    ch = parent;
                    parent = parent.parent;
                }
                return parent;
            }
        } else
            //相等的话返回当前节点
            return p;
    }
    return null;
}
//跟上面是镜像的过程
final Entry<K,V> getFloorEntry(K key) {
    Entry<K,V> p = root;
    while (p != null) {
        int cmp = compare(key, p.key);
        //比当前节点大，跟右子节点比较
        if (cmp > 0) {
            if (p.right != null)
                p = p.right;
            else
                return p;
        } else if (cmp < 0) {
            //比当前节点小，再跟左子节点比较
            if (p.left != null) {
                p = p.left;
            } else {
                Entry<K,V> parent = p.parent;
                Entry<K,V> ch = p;
                //比最左叶子小，下一个为当前子树的父节点
                while (parent != null && ch == parent.left) {
                    ch = parent;
                    parent = parent.parent;
                }
                return parent;
            }
        } else
             //相等的话返回当前节点
            return p;

    }
    return null;
}
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getHigherEntry()/getLowerEntry获取[low,key)/(key,high]的最大/小值，没有返回null

跟getCeilingEntry一样的只不过对于相等的情况，不考虑相等的情况

final Entry<K,V> getHigherEntry(K key) {
    Entry<K,V> p = root;
    while (p != null) {
        int cmp = compare(key, p.key);
        if (cmp < 0) {
            if (p.left != null)
                p = p.left;
            else
                return p;
        } else {
            if (p.right != null) {
                p = p.right;
            } else {
                Entry<K,V> parent = p.parent;
                Entry<K,V> ch = p;
                while (parent != null && ch == parent.right) {
                    ch = parent;
                    parent = parent.parent;
                }
                return parent;
            }
        }
    }
    return null;
}
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DescendingMap()翻转map

底层由DescendingSubMap()实现，其实还是这个map，只不过对于所有的操作，比如getfist()，会将其转换为getLast()来执行,所以对于DescendingMap()的操作依然会影响原Map

同样的，subMap()的操作也会影响原Map

static final class DescendingSubMap<K,V>  extends NavigableSubMap<K,V> {
    private static final long serialVersionUID = 912986545866120460L;
    // m是当前Map,fromStart是否从头开始为ture则lo为null，lo开始位置，loInclusive是否包含开始位置
    DescendingSubMap(TreeMap<K,V> m,
                    boolean fromStart, K lo, boolean loInclusive,
                    boolean toEnd,     K hi, boolean hiInclusive) {
        super(m, fromStart, lo, loInclusive, toEnd, hi, hiInclusive);
    }
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//DescendingSubMap一些方法的实现
TreeMap.Entry<K,V> subLowest()       { return absHighest(); }
TreeMap.Entry<K,V> subHighest()      { return absLowest(); }
TreeMap.Entry<K,V> subCeiling(K key) { return absFloor(key); }
TreeMap.Entry<K,V> subHigher(K key)  { return absLower(key); }
TreeMap.Entry<K,V> subFloor(K key)   { return absCeiling(key); }
TreeMap.Entry<K,V> subLower(K key)   { return absHigher(key); }
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