TreeMap源码分析

java.util.TreeMap 类继承了 java.util.AbstractMap 抽象类，实现了 java.util.NavigableMap、java.lang.Cloneable、java.io.Serializable 接口。

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一、TreeMap特点或规范

TreeMap 是基于 红黑树 的 NavigableMap 实现。根据其 key 的 自然顺序 进行排序，或者根据使用的构造器在 Map 创建时提供的比较器进行排序。

由于底层采用了红黑树的数据结构，因此 TreeMap 的查询方法，如：containsKey()，get()，put()，remove()，其时间复杂度均为：O(logn)。

注意：TreeMap 不同步。
如果多个线程同时访问，并且至少有一个线程进行了结构上的修改，则必须在外部进行同步；如下：

SortedMap m = Collections.synchronizedSortedMap(new TreeMap(...));

注意：此类中的方法返回的所有 Map.Entry 都它们不支持 Entry.setValue() 方法；可以使用 put(K, V) 方法更改 Entry 中的值。

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二、成员变量

2.1 常量

// 虚拟值
private static final Object UNBOUNDED = new Object();
// 表示红色节点
private static final boolean RED   = false;
// 表示黑色节点
private static final boolean BLACK = true;
// 指定 Map 中的比较器
private final Comparator<? super K> comparator;

2.2 变量

// 红黑树的根节点
private transient Entry<K,V> root;
// Map 的大小
private transient int size = 0;
// Map 的修改次数
private transient int modCount = 0;
// 实体集合
private transient EntrySet entrySet;
// 可导航的所有的键的集合
private transient KeySet<K> navigableKeySet;
// 倒序的 Map
private transient NavigableMap<K,V> descendingMap;

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三、构造器

3.1 遵循Map接口的构造器规范

// 空参构造器
public TreeMap() {
    comparator = null;
}
// 参数类型为 Map 的构造器
public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
    comparator = null;
    putAll(m);
}

3.2 遵循SortedMap接口的构造器规范

// 参数类型为 Comparator 的构造器，指定比较器
public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
    this.comparator = comparator;
}
// 参数为 SortedMap 的构造器，沿用该 SortedMap 中的比较器
public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m) {
    comparator = m.comparator();
    try {
        buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);
    } catch (java.io.IOException cannotHappen) {
    } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
    }
}

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四、方法分析

TreeMap 中的方法分为以下几类。

4.1 实现自Map接口的方法

见：java.util.Map

4.2 实现自SortedMap接口的方法

见：java.util.SortedMap

4.3 实现自NavigableMap接口的方法

见：java.util.NavigableMap

4.4 继承自AbstractMap接口的方法

见，java.util.AbstractMap

4.5 TreeMap自身方法

TreeMap 中的大部分方法与 HashMap.TreeNode 内部类相似，都使用了 红黑树 结构，变色、左旋、右旋 等基本操作也十分相似。

见：HashMap.TreeNode