【小家java】SortedMap和NavigableMap的使用介绍---TreeMap的源码简单分析(下)

简介: 【小家java】SortedMap和NavigableMap的使用介绍---TreeMap的源码简单分析(下)

TreeMap 简介




TreeMap 是一个有序的key-value集合,它是通过红黑树实现的。


// Red-black mechanics
private static final boolean RED   = false;
private static final boolean BLACK = true;
// Entry内部类
static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        K key;
        V value;
        Entry<K,V> left;
        Entry<K,V> right;
        Entry<K,V> parent;
        boolean color = BLACK;
}


从上面源码变量的命名中,很容易看出内部实现原理:红黑树。


TreeMap实现了NavigableMap、SortedMap接口(这另个接口下面会有详细介绍) 意味着它支持一系列的导航方法。比如返回有序的key集合。


TreeMap基于红黑树(Red-Black tree)实现。该映射根据其键的自然顺序进行排序,或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序,具体取决于使用的构造方法。


TreeMap的基本操作 containsKey、get、put 和 remove 的时间复杂度是 log(n) 。

另外,TreeMap是非同步的。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fastl的。


TreeMap与Map关系如下图:



image.png


(01) TreeMap实现继承于AbstractMap,并且实现了NavigableMap接口。

(02) TreeMap的本质是R-B Tree(红黑树),它包含几个重要的成员变量: root, size, comparator。


   root 是红黑数的根节点。它是Entry类型,Entry是红黑数的节点,它包含了红黑数的6个基本组成成分:key(键)、value(值)、left(左孩子)、right(右孩子)、parent(父节点)、color(颜色)。Entry节点根据key进行排序,Entry节点包含的内容为value。


   红黑数排序时,根据Entry中的key进行排序;Entry中的key比较大小是根据比较器comparator来进行判断的。


   size是红黑数中节点的个数。


最后简单看看put方法的源码


public V put(K key, V value) {
        Entry<K,V> t = root;
        if (t == null) {
            compare(key, key); // type (and possibly null) check
            root = new Entry<>(key, value, null);
            size = 1;
            modCount++;
            return null;
        }
        int cmp;
        Entry<K,V> parent;
        // split comparator and comparable paths
        Comparator<? super K> cpr = comparator;
        if (cpr != null) {
            do {
                parent = t;
                cmp = cpr.compare(key, t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        else {
            if (key == null)
                throw new NullPointerException();
            @SuppressWarnings("unchecked")
                Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
            do {
                parent = t;
                cmp = k.compareTo(t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
        if (cmp < 0)
            parent.left = e;
        else
            parent.right = e;
        fixAfterInsertion(e);
        size++;
        modCount++;
        return null;
    }


每次插入一个数据都会利用比较函数进行key的比较,重新对数据进行排序,保存的数据是有序的,按序取数据也就不足为奇了。


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