我们已经知道,HashMap是一种以空间换时间的映射表,它的实现原理决定了内部的Key是无序的,即遍历HashMap的Key时,其顺序是不可预测的(但每个Key都会遍历一次且仅遍历一次)。
还有一种Map,它在内部会对Key进行排序,这种Map就是SortedMap。注意到SortedMap是接口,它的实现类是TreeMap。
┌───┐ │Map│ └───┘ ▲ ┌────┴─────┐ │ │ ┌───────┐ ┌─────────┐ │HashMap│ │SortedMap│ └───────┘ └─────────┘ ▲ │ ┌─────────┐ │ TreeMap │ └─────────┘
SortedMap保证遍历时以Key的顺序来进行排序。例如,放入的Key是"apple"、"pear"、"orange",遍历的顺序一定是"apple"、"orange"、"pear",因为String默认按字母排序:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
map.put("orange", 1);
map.put("apple", 2);
map.put("pear", 3);
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println(key);
}
// apple, orange, pear
}
}使用TreeMap时,放入的Key必须实现Comparable接口。String、Integer这些类已经实现了Comparable接口,因此可以直接作为Key使用。作为Value的对象则没有任何要求。
如果作为Key的class没有实现Comparable接口,那么,必须在创建TreeMap时同时指定一个自定义排序算法:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Person, Integer> map = new TreeMap<>(new Comparator<Person>() {
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p1.name.compareTo(p2.name);
}
});
map.put(new Person("Tom"), 1);
map.put(new Person("Bob"), 2);
map.put(new Person("Lily"), 3);
for (Person key : map.keySet()) {
System.out.println(key);
}
// {Person: Bob}, {Person: Lily}, {Person: Tom}
System.out.println(map.get(new Person("Bob"))); // 2
}
}
class Person {
public String name;
Person(String name) {
this.name = name;
}
public String toString() {
return "{Person: " + name + "}";
}
}注意到Comparator接口要求实现一个比较方法,它负责比较传入的两个元素a和b,如果a<b,则返回负数,通常是-1,如果a==b,则返回0,如果a>b,则返回正数,通常是1。TreeMap内部根据比较结果对Key进行排序。
从上述代码执行结果可知,打印的Key确实是按照Comparator定义的顺序排序的。如果要根据Key查找Value,我们可以传入一个new Person("Bob")作为Key,它会返回对应的Integer值2。
另外,注意到Person类并未覆写equals()和hashCode(),因为TreeMap不使用equals()和hashCode()。
我们来看一个稍微复杂的例子:这次我们定义了Student类,并用分数score进行排序,高分在前:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Student, Integer> map = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
public int compare(Student p1, Student p2) {
return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}
});
map.put(new Student("Tom", 77), 1);
map.put(new Student("Bob", 66), 2);
map.put(new Student("Lily", 99), 3);
for (Student key : map.keySet()) {
System.out.println(key);
}
System.out.println(map.get(new Student("Bob", 66))); // null?
}
}
class Student {
public String name;
public int score;
Student(String name, int score) {
this.name = name;
this.score = score;
}
public String toString() {
return String.format("{%s: score=%d}", name, score);
}
}