TreeMap与TreeSet的源码分析

1、TreeMap源码

　　1、属性部分：　　

 private final Comparator<? super K> comparator;//比较器
 
 private transient Entry<K,V> root;//根节点
 
private transient int size = 0;//大小
 
private transient int modCount = 0;//结构修改次数
 
定义一个静态内部对象用以存储：
 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;
        ...
        重写了equals、hashCode、toString方法等

　　2、构造器部分：

 public TreeMap() {//无参构造
        comparator = null;
    }
 
 public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {//带比较器构造
        this.comparator = comparator;
    }
 
public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m)
public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m)

　　3、put方法：

public V put(K key, V value) {
        Entry<K,V> t = root;
        //如果根节点为空，设置该元素为根节点；
        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;//comparator来自哪？构造器中；
        //如果传入对象自带比较器：
        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);
        }
        //无自带比较器，使用默认的比较机制：
        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);//注意key是实现比较器的对象
                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;
    }                

　　注意：

　　<1>:首先，如果想往TreeMap中存放Entry<K,V>，那么其K必须是实现compareTo方法的，那么K所对应的类需要implements comparable接口。当然常用类中已经重写了这个方法，所以我们可以直接使用：TreeMap.put（int a,String b）等；

　　<2>:TreeMap是基于红黑树的数据结构，TreeMap中判断新入元素的存储位置时，只需要通过compareTo方法判断两个对象的Key是否相同：相同，则更新Value，返回旧值Value;不同，则插在左或右子节点上，不同于HashMap通过Key的hashCode判断存储位置，所以即使在TreeMap中没有hashCode和equals方法的重写，对于put也没有影响。

　　<3>:put入新节点后，TreeMap需要调整整个红黑树的结构。后续学习......；

2、TreeSet的add源码

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

　　看到add只需要接收一个参数e，m是一个 private transient NavigableMap<E,Object> m; ，接口，其实现类是TreeMap，因此知道，TreeSet的add通过调用TreeMap的put方法实现添加节点操作，但是由于add只接收一个形参e，故TreeSet生成了一个PRESENT以构成<K,V>的形式，PRESENT是 private static final Object PRESENT = new Object(); 完全是用来凑得嘛。

　　但是一定要注意：TreeMap的put中当通过comparedTo判断两个节点的Key相等时，会更新Value。而TreeSet的Value并没有什么作用，故可Key还是原来的Key，并没有发生改变。

总结：如果要插入新元素到TreeMap或TreeSet中：

　　1、TreeMap中若newKey.compareTo(oldkey)返回值是0，那么Key不变，更新Value的值为newValue，返回oldValue。

　　2、TreeSet中，简单可以理解为不更新（因为我们只用Key）。

实例：

　　

public class C1 implements Comparable {
    String attr1="attr";
    static  int  attr2=2;//注意static
    public C1(String attr1,int attr2){
        this.attr1=attr1;
        this.attr2=attr2;
    }
    public String getAttr1() {
        return attr1;
    }
    public void setAttr1(String attr1) {
        this.attr1 = attr1;
    }
    public int getAttr2() {
        return attr2;
    }
    public  void setAttr2(int attr2) {
        this.attr2 = attr2;
    }    
 
    @Override
    public int compareTo(Object that) {
//        return ((C1)that).attr2-((C1)this).getAttr2();
        return 0;
    }
    public String toString(){return "attr1="+attr1+",attr2="+attr2+";";}
    public boolean equals(Object that){
        return attr1==((C1)that).getAttr1();
    }
    public int hashCode(){return attr2;}
 
    public static void main(String[] args) {
        Set set=new TreeSet();
 
        C1 c1=new C1("sttr",4);
        set.add(c1);
 
        C1 c2=new C1("sttr",5);
        set.add(c2);
 
        set.add(new C1("sttr",5));
 
        set.add(new C1("sttr",3));
        set.add(new C1("sttr2",2));
 
        System.out.println(set);
    }
}

[attr1=sttr,attr2=2;]
//为什么是2？注意attr2是static的，最后一个new C1(..)会改变该所有对象的attr2值。TreeSet没有不会更新Key（就是这个对象new C1(..)）

结果1

[attr1=sttr,attr2=4;]
//正常，没有更新

结果2

//compareTo第一行，attr2不带static
[attr1=sttr,attr2=5;, attr1=sttr,attr2=4;, attr1=sttr,attr2=3;, attr1=sttr2,attr2=2;]

结果3

//compareTo第一行，attr2带static
 
[attr1=sttr,attr2=2;]

结果4