Java-TreeMap和Guava-HashMultiset

一、Java-TreeMap

1.数据结构

底层数据结构是裸的红黑树，保证元素有序，没有比较器Comparator的情况按照key的自然排序，可自定义比较器。线程不安全。

可以存null，但是key不可以为null。

2.性能分析：空间换时间

增删改查的时间复杂度都是O(log n)，HashMap的时间复杂度则是O(1)，但是相比HashMap，TreeMap没有多余的空间，也没有负载因子。

2.几个查找方法

• boolean containsValue(Object value)：判断该TreeMap中是否包含有关指定value的映射
• Map.Entry<K, V> firstEntry()：返回该TreeMap的第一个（最小的）映射
• K firstKey()：返回该TreeMap的第一个（最小的）映射的key
• Map.Entry<K, V> lastEntry()：返回该TreeMap的最后一个（最大的）映射
• K lastKey()：返回该TreeMap的最后一个（最大的）映射的key
• SortedMap<K, V> headMap(K toKey)：返回该TreeMap中严格小于指定key的映射集合
• SortedMap<K, V> subMap(K fromKey, K toKey)：返回该TreeMap中指定范围的映射集合（大于等于fromKey，小于toKey）
• Object ceilingKey(Object key);返回大于或等于给定键的最小键，如果没有这样的键则返回null
• Object higherKey(Object key);返回严格大于指定键的最小键，没有则返回null

3.遍历

for (Map.Entry entry : treeMap.entrySet()) {
      System.out.println(entry);
}

Iterator iterator = treeMap.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
      System.out.println(iterator.next());
}

4.刷题杀招

• Object ceilingKey(Object key);返回大于或等于给定键的最小键，如果没有这样的键则返回null
• Object higherKey(Object key);返回严格大于指定键的最小键，没有则返回null

• V getOrDefault(Object key, V defaultValue); 如果存在value则返回value，如果没有则返回defaultValue

map.put(key, map.getOrDefault(key,0)+1); 若有key则返回key的数量，如果没有则返回0，put的时候设置为1，达到对key计数的效果，相当于维护一个有序、可重复集合！

 

5.例题

力扣456. 132模式

题意：有一个长度为10⁴的数组a，元素大小为10⁹，判断有没有这样的子序列：i<j<k && a[i]<a[k]<a[j]

思路：遍历数组，将遍历到的每个数当作a[j]处理。

在遍历的过程中，去左边找a[i]，去右边找a[k]，首先满足第一个条件，索引i<j<k；

左边[0,j-1]找a[i]，是最小值，那就在j遍历的过程中维护最小值；

右边[j+1,n-1]找a[k]，是次小值，那么就找比a[i]大一点点即可，再与a[j]比较，右边维护一个有序集合，方便快速找值；

数组元素是10⁹级别，不能用数组计数，则需要用map映射，没有说不重复，则需要计数，显然可以维护一个有序、可重复集合。

    /** 456. 132模式
     * 求是否存在子序列a[i],a[j],a[k]
     * i<j<k
     * a[i]<a[k]<a[j]
     * n<1e4  a[i]<1e9
     * 遍历数组，将遍历到的每个数当a[j]处理
     * 不看数组元素大小，只要遍历到的数在中间，就先满足了下标
     * 左边[0,j-1]是判断a[i]的，a[i]是最小的，那么就维护一个最小值
     * 右边[j+1,n-1]是判断a[k]的，a[k]是次小值，那就找比a[i]大一点点即可，再与a[j]比较
     */
    public boolean find132pattern(int[] a) {
        int n=a.length;
        if(n<3)
            return false;
        int minn=a[0];
        TreeMap<Integer,Integer> map=new TreeMap<>();
        for(int k=2;k<n;k++){
            map.put(a[k], map.getOrDefault(a[k],0)+1);
            /**
             * map.getOrDefault(a[k],0)表示，如果a[k]存在就返回a[k]的值，否则返回0
             *一开始必然是返回0，设置value为1，随后逐渐增多，达到计数效果
             */
        }
        Integer ak=null;
        for(int j=1;j<n-1;j++){
            if(minn<a[j]){
                ak=map.higherKey(minn);
                if(ak!=null &&  ak<a[j]){
                    return true;
                }
            }
            minn=Math.min(minn,a[j]);
            if(map.get(a[j+1])==1){
                map.remove(a[j+1]);
            }else{
                map.put(a[j+1],map.get(a[j+1])-1);
            }
        }
        return false;
    }

 

二、Guava-HashMultiset

参考：https://www.cnblogs.com/qdhxhz/p/9410898.html

Guava是Goolge的库，不是jdk的，补充了一些集合类功能的不足。

1.先导入依赖包

        <dependency>
            <groupId>com.google.guava</groupId>
            <artifactId>guava</artifactId>
            <version>27.0-jre</version>
        </dependency> 

2.Multiset用法

Multiset是一个接口，没有实现java.util.Set接口，Set规定不可以放入相同元素，如果放入相同元素会被覆盖，Multiset相对于Set，可以添加相同元素。

• Multiset<Integer> set = HashMultiset.create();//创建方式不是用new
• add(E e)//添加一个元素e
• add(E e, int x)//添加x个元素e
• remove(E e)//删除一个元素e
• remove(E e, int x)//删除x个元素e
• elementSet()//将不同的元素放入一个Set中
• count(E e)//返回元素e的个数
• setCount(E e ,int x)//指定集合里有x个元素e
• setCount(E e,int x,int y)//如果恰好有x个e，则变为y，否则方法无效
• retainAll(Collection c)//保留出现在给定集合参数的所有的元素，其他都不要
• removeAll(Collection c)//去除出现给给定集合参数的所有的元素，有就去掉，没有不用管
• size()//所有元素总个数

3.常用的实现了Multiset 接口的类

• HashMultiset: 元素存放于 HashMap（决定了无序性）
• LinkedHashMultiset: 元素存放于 LinkedHashMap，即元素的排列顺序由第一次放入的顺序决定
• TreeMultiset:元素被排序存放于TreeMap
• EnumMultiset: 元素必须是 enum 类型
• ImmutableMultiset: 不可修改的 Mutiset

4.遍历

        System.out.println("--遍历全部元素，包括重复的---");
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

        System.out.println("--只遍历key，不重复---");
        for(Integer key: set.elementSet()){
            System.out.println("key="+key+" cnt="+set.count(key));
        }