Java数据结构-TreeMap

内部结构图

通常称之为红黑树（平衡二叉树）（红黑树（平衡二叉树）是一种特殊的排序二叉树）

实现原理

由于红黑树过于复杂，下诉实现原理只是排序二叉树的原理，红黑树以此类似。

TreeMap内部维护着一个​​Entry<K,V>​​对象，该对象包含五个属性，

K key;                   调用put方法的时候传的key
V value;                 调用put方法的时候传的value
Entry<K,V> left = null;  左节点
Entry<K,V> right = null; 右节点
Entry<K,V> parent;       父节点
boolean color = BLACK;   节点颜色

当我们往TreeMap中put值时，第一个put的值会作为跟节点，往后put的值会拿put的key和根节点的key做比较，如果新key>根key,则拿新key和根节点的右节点做比较，如果小于，则又和左节点做比较，如果等于，则替换节点的值，直到节点为null，就把新的作为此节点，如此反复，就会形成图中的结构。

关于红黑树：这种排序二叉树在极端情况下（程序员本身插入的key就是有序的）（比如我们插入的key是abcdefg…）的时候，就有可能形成

这种链状引用，这个时候进行检索效率是非常低下的（类似于链状结构检索），所以为了解决这个问题，java中的TreeMap使用的是红黑树结构，红黑树具体实现原理过于复杂，涉及树的旋转之类。本文不诉，具体是当我们插入的是abcdefg这种本身就是有序的，形成的结构不是引用的，而是类似于

这种相对平衡的结构。这样检索的时候就相对较快。

特点

1.有序，顺序是根据插入的key的顺序来排的。

2.无法插入null的key

3.TreeMap通常比HashMap慢一点(树和哈希表的数据结构使然)

常用方法源码

put(K key, V value)

public V put(K key, V value) {
        Entry<K,V> t = root;
        if (t == null) {
            compare(key, key); //检查key不能为null
            root = new Entry<>(key, value, null);//第一次put的时候创建根节点
            size = 1;
            modCount++;
            return null;
        }
        int cmp;
        Entry<K,V> parent;
        Comparator<? super K> cpr = comparator;//程序员自定义的排序
        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 {//递归比较新key是放入左节点还是右节点
                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);//修复红黑树
        size++;
        modCount++;
        return null;
    }

get(Object key)

public V get(Object key) {
        Entry<K,V> p = getEntry(key);
        return (p==null ? null : p.value);
    }

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
        // Offload comparator-based version for sake of performance
        if (comparator != null)
            return getEntryUsingComparator(key);
        if (key == null)
            throw new NullPointerException();
        Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
        Entry<K,V> p = root;
        while (p != null) {//递归直到找到对应的元素
            int cmp = k.compareTo(p.key);
            if (cmp < 0)
                p = p.left;
            else if (cmp > 0)
                p = p.right;
            else
                return p;
        }
        return null;
    }