Java基础知识强化之集合框架笔记44：Set集合之TreeSet保证元素唯一性和自然排序的原理和图解

1. TreeSet保证元素唯一性和自然排序的原理和图解

2. TreeSet唯一性以及有序性底层剖析：

通过观察TreeSet的add（）方法，我们知道最终要看TreeMap的put（）方法。

跟踪进入源码：

 interface Collection {...}

 interface Set extends Collection {...}

 interface NavigableMap {

 }

 class TreeMap implements NavigableMap {
      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();
             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;
     }
 }

 class TreeSet implements Set {
     private transient NavigableMap<E,Object> m;

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

     public boolean add(E e) {
         return m.put(e, PRESENT)==null;
     }
 }

总结：

真正的比较是依赖于元素的compareTo()方法，而这个方法是定义在 Comparable里面的。所以，你要想重写该方法，就必须是先 Comparable接口。这个接口表示的就是自然排序。

通过观察TreeSet的底层源码发现，TreeSet的add(E e)方法，底层是根据实现Comparable的方式来实现的唯一性，通过compare(Object o)的返回值是否为0来判断是否为同一元素。 
compare() == 0，元素不入集合。 
compare() > 0 ,元素入右子树。 
compare() < 0,元素入左子树。 
而对其数据结构：自平衡二叉树做前（常用）、中、后序遍历即可保证TreeSet的有序性。