java.util.TreeSet源码分析

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

TreeSet的实现基于TreeMap，元素的顺序取决于元素自然顺序或者在被创建出来时提供的比较器。

对于基本操作，add、remove、contains的时间复杂度为logn。

不是线程安全的，如果在多线程环境下，必须被同步化，可通过一个object作为锁来同步，或者使用Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));方法同步。

迭代器方法是快速失败的，保证错误尽快地被发现。

private transient NavigableMap<E,Object> m;

// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();

TreeSet内部维护的是一个NavigableMap，通常会是一个TreeMap，PRESENT是作为Map所有键值对的值。

5个构造器：

TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
    this.m = m;
}

public TreeSet() {
    this(new TreeMap<E,Object>());
}

public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
    this(new TreeMap<>(comparator));
}

public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

public TreeSet(SortedSet<E> s) {
    this(s.comparator());
    addAll(s);
}

2个迭代器：

//递增的迭代器
public Iterator<E> iterator() {
    return m.navigableKeySet().iterator();
}

//递减的迭代器
public Iterator<E> descendingIterator() {
    return m.descendingKeySet().iterator();
}

//返回递减的Set
public NavigableSet<E> descendingSet() {
    return new TreeSet<>(m.descendingMap());
}

//插入成功返回true,失败或者已存在返回false
public boolean add(E e) {
    return m.put(e, PRESENT)==null;
}

//删除成功返回true,否则返回false
public boolean remove(Object o) {
    return m.remove(o)==PRESENT;
}

//判断是否包含o这个元素
public boolean contains(Object o) {
    return m.containsKey(o);
}

//返回集合的子集,两个boolean表示是否包含边界
public NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
                                  E toElement,   boolean toInclusive) {
        return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
                                       toElement,   toInclusive));
}

//还有其他一些headSet,tailSet,与subSet类似

可以返回比较器：

public Comparator<? super E> comparator() {
    return m.comparator();
}

//返回第一个元素
public E first() {
        return m.firstKey();
    }

//返回最后一个元素
public E last() {
        return m.lastKey();
    }

//返回小于e的最大的元素
public E lower(E e) {
        return m.lowerKey(e);
    }

//返回小于等于e的最大元素
public E floor(E e) {
        return m.floorKey(e);
    }

//返回大于等于e的最小元素
public E ceiling(E e) {
        return m.ceilingKey(e);
    }

//返回大于e的最小元素
public E higher(E e) {
        return m.higherKey(e);
    }

//删除并返回第一个元素
public E pollFirst() {
    Map.Entry<E,?> e = m.pollFirstEntry();
    return (e == null) ? null : e.getKey();
}

//删除并返回最后一个元素
public E pollLast() {
    Map.Entry<E,?> e = m.pollLastEntry();
    return (e == null) ? null : e.getKey();
}

实现clone方法

public Object clone() {
        TreeSet<E> clone;
        try {
            clone = (TreeSet<E>) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new InternalError(e);
        }

        clone.m = new TreeMap<>(m);
        return clone;
    }

序列化和反序列化的两个方法：

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        // Write out any hidden stuff
        s.defaultWriteObject();

        // Write out Comparator
        s.writeObject(m.comparator());

        // Write out size
        s.writeInt(m.size());

        // Write out all elements in the proper order.
        for (E e : m.keySet())
            s.writeObject(e);
    }

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        // Read in any hidden stuff
        s.defaultReadObject();

        // Read in Comparator
        @SuppressWarnings("unchecked")
            Comparator<? super E> c = (Comparator<? super E>) s.readObject();

        // Create backing TreeMap
        TreeMap<E,Object> tm = new TreeMap<>(c);
        m = tm;

        // Read in size
        int size = s.readInt();

        tm.readTreeSet(size, s, PRESENT);
    }