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法律研究Java 中 TreeMap 的內部工作原理
TreeMap 是 Java 集合框架的一個類，它實現了 NavigableMap 介面。它以樹狀結構儲存對映的元素，並提供了一種高效的替代方案，以排序順序儲存鍵值對。在內部，TreeMap 使用紅黑樹，這是一種自平衡二叉搜尋樹。TreeMap 必須實現 Comparable 介面或自定義 Comparator，以便它可以維護其元素的排序順序，否則，我們將遇到 java.lang.ClassCastException。本文旨在解釋 TreeMap 在 Java 中的內部工作原理。
Java 中 TreeMap 的內部工作原理
要了解 TreeMap 的內部工作原理，有必要概述紅黑樹演算法，因為 TreeMap 使用它來儲存元素。
紅黑樹與 TreeMap 的關係
紅黑樹是一種自平衡二叉搜尋樹，其屬性如下所述
每個節點包含一個額外的位，用紅色或黑色表示。這些顏色用於確保樹保持平衡。
根節點的顏色始終為黑色。
紅色節點不能有另一個與它顏色相同的節點作為鄰居。
從根節點到空節點，所有路徑上的黑色節點數必須相同。
現在，讓我們看看 TreeMap 的結構
如果我們將一個元素新增到 TreeMap 中，它將首先將第一個條目新增到第一個位置。從第二個元素開始，它將檢查當前條目的鍵是否大於或小於上一個條目。鍵值較小的元素將新增到父條目的左側，鍵值較大的元素將新增到父條目的右側。
TreeMap 的建構函式
要在我們的程式中使用 TreeMap 集合，我們首先需要建立 TreeMap 類的例項。為此，Java 提供了以下建構函式
TreeMap()：它將建立一個空的 TreeMap 集合。
TreeMap(Map mapInstance)：我們可以使用另一個對映中的條目建立一個 TreeMap。
TreeMap(Comparator comparatorInstance)：它允許我們建立一個空的 TreeMap，該 TreeMap 將使用 Comparator 進行排序。
TreeMap(SortedMap sortedmapInstance)：我們還可以使用排序對映中的條目建立一個 TreeMap。
讓我們討論一些示例，以便更好地理解上面討論的要點。
示例
在下面的示例中，我們將建立一個空的 TreeMap，然後使用 'put()' 方法將一些元素儲存到其中。我們將使用 for-each 迴圈列印其詳細資訊。結果將按排序順序顯示。
import java.util.*;
public class Example1 {
public static void main(String[] args) {
// creating a TreeMap
TreeMap<String, Integer> TrMap = new TreeMap<>();
// Adding elements in the map
TrMap.put("Kurti", 4000);
TrMap.put("Shirt", 3000);
TrMap.put("TShirt", 1500);
TrMap.put("Watch", 2000);
TrMap.put("Perfume", 2500);
// printing the details of map
System.out.println("Elements of the map: ");
// iterating through the map
for (String unKey : TrMap.keySet()) {
// printing details of each node
System.out.println("Item: " + unKey + ", Price: " +
TrMap.get(unKey));
}
String frstKey = TrMap.firstKey(); // accessing first key
String lstKey = TrMap.lastKey(); // accessing last key
System.out.println("Accessing name of first key in Map: " +
frstKey);
System.out.println("Accessing name of last key in Map: " +
lstKey);
}
}
輸出
Elements of the map: Item: Kurti, Price: 4000 Item: Perfume, Price: 2500 Item: Shirt, Price: 3000 Item: TShirt, Price: 1500 Item: Watch, Price: 2000 Accessing name of first key in Map: Kurti Accessing name of last key in Map: Watch
結論
我們從定義 TreeMap 開始本文，並在下一節中討論了它的內部工作原理。TreeMap 使用紅黑樹來儲存其元素，紅黑樹是一種可以自平衡的二叉搜尋樹。此外，我們還討論了一個示例來說明 TreeMap 的工作原理。
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