Java基础知识强化之集合框架笔记44：Set集合之TreeSet保证元素唯一性和自然排序的原理和图解

1. TreeSet保证元素唯一性和自然排序的原理和图解

2. TreeSet唯一性以及有序性底层剖析：

通过观察TreeSet的add（）方法，我们知道最终要看TreeMap的put（）方法。

跟踪进入源码：

 1 interface Collection {...}
 2 
 3 interface Set extends Collection {...}
 4 
 5 interface NavigableMap {
 6 
 7 }
 8 
 9 class TreeMap implements NavigableMap {
10      public V put(K key, V value) {
11         Entry<K,V> t = root;
12         if (t == null) {
13             compare(key, key); // type (and possibly null) check
14 
15             root = new Entry<>(key, value, null);
16             size = 1;
17             modCount++;
18             return null;
19         }
20         int cmp;
21         Entry<K,V> parent;
22         // split comparator and comparable paths
23         Comparator<? super K> cpr = comparator;
24         if (cpr != null) {
25             do {
26                 parent = t;
27                 cmp = cpr.compare(key, t.key);
28                 if (cmp < 0)
29                     t = t.left;
30                 else if (cmp > 0)
31                     t = t.right;
32                 else
33                     return t.setValue(value);
34             } while (t != null);
35         }
36         else {
37             if (key == null)
38                 throw new NullPointerException();
39             Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
40             do {
41                 parent = t;
42                 cmp = k.compareTo(t.key);
43                 if (cmp < 0)
44                     t = t.left;
45                 else if (cmp > 0)
46                     t = t.right;
47                 else
48                     return t.setValue(value);
49             } while (t != null);
50         }
51         Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
52         if (cmp < 0)
53             parent.left = e;
54         else
55             parent.right = e;
56         fixAfterInsertion(e);
57         size++;
58         modCount++;
59         return null;
60     }
61 }
62 
63 class TreeSet implements Set {
64     private transient NavigableMap<E,Object> m;
65     
66     public TreeSet() {
67          this(new TreeMap<E,Object>());
68     }
69 
70     public boolean add(E e) {
71         return m.put(e, PRESENT)==null;
72     }
73 }

总结：

真正的比较是依赖于元素的compareTo()方法，而这个方法是定义在 Comparable里面的。所以，你要想重写该方法，就必须是先 Comparable接口。这个接口表示的就是自然排序。

通过观察TreeSet的底层源码发现，TreeSet的add(E e)方法，底层是根据实现Comparable的方式来实现的唯一性，通过compare(Object o)的返回值是否为0来判断是否为同一元素。
compare() == 0，元素不入集合。
compare() > 0 ,元素入右子树。
compare() < 0,元素入左子树。
而对其数据结构：自平衡二叉树做前（常用）、中、后序遍历即可保证TreeSet的有序性。