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); } }