Java集合框架（七）：SortedSet 源码分析

1、SortedSet 简述

SortedSet 接口扩展了 Set 接口并提供了元素的排序功能。

插入到有序集中的所有元素必须实现Comparable接口（或者被指定的Comparator接受），并且所有这些元素必须是可相互比较的，比如：**e1.compareTo(e2)**（或 comparator.compare(e1, e2)）对于有序集合中的任意元素 e1 和 e2 都不能抛出 ClassCastException。
试图违反规则的方法或者构造方法，调用时会抛出 ClassCastException。

如果有序集合正确实现了 Set 接口，则有序集合所保持的顺序（无论是否明确提供了比较器）都必须保持相等一致性（相等一致性的定义请参阅 Comparable 接口或 Comparator 接口）。

这也是因为** Set 接口是按照 equals 操作定义的，但有序集合使用它的 compareTo** 或** compare** 方法对所有元素进行比较，因此从有序集合的角度来看，此方法认为相等的两个元素就是相等的。
即使顺序没有保持相等一致性，有序集合的行为仍然是良好的，只不过没有遵守 Set 接口的常规协定。

所有通用有序集合实现类都应该提供四个“标准”构造方法：
🌂一个void（无参数）构造函数，它根据元素的自然顺序创建一个空的有序集。

🌂具有Comparator类型的单个参数的构造函数，它创建一个根据指定的比较器排序的空的有序集。

🌂具有Collection类型的单个参数的构造函数，它创建一个具有与其参数相同元素的新排序集，并根据元素的自然顺序进行排序。

🌂具有SortedSet类型的单个参数的构造函数，它创建一个新的有序集，其具有与输入有序集相同的元素和相同的顺序。由于接口不能包含构造函数，因此无法强制执行此建议。

除了 JDK 中实现类（ConcurrentSkipListSet,TreeSet）遵循此建议外，无法保证强制实施此建议（因为接口不能包含构造方法）。

注意：有几种方法返回具有受限范围的子集。
这样的范围是半开放的，即返回的子集元素是根据指定的范围（lowEndpoint 至 highEndpoint）从原始集合中截取的，这个范围，包括 lowEndpoint 但不包括 highEndpoint。

例如，假设 s 是一组有序的字符串。以下语句获得 s 的一个子集，其中包含 s 中从 low 到 high 的所有字符串，包括 high：

1	SortedSet<String> sub = s.subSet(low, high+"\0");

其中包含 s 中从 low 到 high 的所有字符串，不包括 high：

1	SortedSet<String> sub = s.subSet(low+"\0", high);

2、SortedSet 类图

SortedSet 接口继承于 Set 接口，同时又提供了一些功能增强的方法，比如 comparator 从而实现了元素的有序性。

🌂SortedSet 父接口
Collection, Iterable, Set

🌂SortedSet 子接口
NavigableSet

3、SortedSet 方法

方法	方法描述
comparator（）	返回用于对此集合中的元素进行排序的比较器，如果此集合使用其元素的自然顺序，则返回null。
first（）	返回此集合中当前的第一个（最低）元素。
headSet（E toElement）	返回此set的部分视图，其元素严格小于toElement。
last（）	返回此集合中当前的最后一个（最高）元素。
subSet（E fromElement，E toElement）	返回此set的部分视图，其元素范围从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。
tailSet（E fromElement）	返回此set的部分元素，其元素大于或等于fromElement。
spliterator()	在此有序集中的元素上创建Spliterator。

🌂从 java.util.Set 继承的方法有：
add, addAll, clear, contains, containsAll, equals, hashCode, isEmpty, iterator, remove, removeAll, retainAll, size, toArray, toArray

🌂从 java.util.Collection 继承的方法有：
parallelStream, removeIf, stream

🌂从 java.lang.Iterable 继承的方法有：
forEach

4、SortedSet 方法示例

public static void main (String[] args) {
        SortedSet<String> a=new TreeSet<>();
        a.add("huangwan");
        a.add("lizi");
        a.add("liwenwen");
        a.add("xiangai");
        System.out.println("sortedSet:"+a);
        System.out.println("sortedSet First:"+a.first());
        System.out.println("sortedSet LAst:"+a.last());

        //获取 liwenwen(不包含)之前的元素
        SortedSet<String> b=a.headSet("liwenwen");
        System.out.println("获取 liwenwen(不包含)之前的元素:"+b);

        //获取包含lizi(包含)和xiangai(不包含)之间的元素
        SortedSet<String> c=a.subSet("lizi","xiangai");
        System.out.println("获取包含lizi(包含)和xiangai(不包含)之间的元素:"+c);

        //获取 liwenwen(包含)之后的元素
        SortedSet<String> d=a.tailSet("liwenwen");
        System.out.println("获取 liwenwen(包含)之后的元素:"+d);
    }

输出结果：

sortedSet:[huangwan, liwenwen, lizi, xiangai]
sortedSet First:huangwan
sortedSet LAst:xiangai
获取 liwenwen(不包含)之前的元素:[huangwan]
获取包含lizi(包含)和xiangai(不包含)之间的元素:[lizi]
获取 liwenwen(包含)之后的元素:[liwenwen, lizi, xiangai]