TreeMap
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);}
}在for循环中，我们确实得到了正确的顺序。但是，且慢！根据相同的Key：new Student("Bob", 66)进行查找时，结果为null！
这是怎么肥四？难道TreeMap有问题？遇到TreeMap工作不正常时，我们首先回顾Java编程基本规则：出现问题，不要怀疑Java标准库，要从自身代码找原因。
在这个例子中，TreeMap出现问题，原因其实出在这个Comparator上：
public int compare(Student p1, Student p2) {return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}
在p1.score和p2.score不相等的时候，它的返回值是正确的，但是，在p1.score和p2.score相等的时候，它并没有返回0！这就是为什么TreeMap工作不正常的原因：TreeMap在比较两个Key是否相等时，依赖Key的compareTo()方法或者Comparator.compare()方法。在两个Key相等时，必须返回0。因此，修改代码如下：
public int compare(Student p1, Student p2) {if (p1.score == p2.score) {return 0;}return p1.score > p2.score ? -1 : 1;
}
或者直接借助Integer.compare(int, int)也可以返回正确的比较结果。
小结
SortedMap在遍历时严格按照Key的顺序遍历，最常用的实现类是TreeMap；
作为SortedMap的Key必须实现Comparable接口，或者传入Comparator；
要严格按照compare()规范实现比较逻辑，否则，TreeMap将不能正常工作。
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