Java 集合：SortedSet 接口

Java 的 SortedSet 接口（即 java.util.SortedSet）是 java.util.Set 接口的子类型。它的行为与普通 Set 类似，核心区别在于其包含的元素在内部会被排序。这意味着，当你迭代 SortedSet 中的元素时，元素会按照预设的排序规则依次出现。

SortedSet 的实现 TreeSet

在 Java 集合 API 中，SortedSet 接口仅有一个核心实现类，即 java.util.TreeSet 类。尽管 java.util.concurrent 包中也存在该接口的实现类，但在本系列介绍中，暂不涉及并发相关工具类的内容。

以下是创建一个 TreeSet 实例的示例：

SortedSet sortedSet = new TreeSet<>();
sortedSet.add("about");
sortedSet.add("sport");
sortedSet.add("dance");
for(Object obj : sortedSet) { // 强制类型转换
    String val = (String) obj;
    System.out.println(val);
}

当你声明一个类型为 SortedSet 的变量时，你可以为其设置一个泛型类型。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>();

上述代码，SortedSet 现在只能包含 String 对象作为元素。这意味着，除其他方面外，你不再需要将从 SortedSet 中获取的对象强制转换为 String 类型。例如：

SortedSet<String> sortedSet = new TreeSet<>();
sortedSet.add("about");
sortedSet.add("sport");
sortedSet.add("dance");
for(String val : sortedSet) { // 这里不需要进行强制转换
    System.out.println(val);
}

除了无参构造函数，你可以向 TreeSet 的构造函数传递一个 Comparator（即 java.util.Comparator 的实现）。这个 Comparator 将决定 TreeSet 中元素的排序方式。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>(new Comparator<String>(){
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o1.compareTo(o2);
    }
});

set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");
System.out.println(set); // [about, dance, sport]

SortedSet 排序

Java 的 SortedSet 采用默认排序方式为元素的自然排序。要使 SortedSet 能够确定元素的自然顺序，元素必须实现 java.lang.Comparable 接口。

若元素未实现 Comparable 接口，则不具备自然排序能力。这种情况下，创建 SortedSet 时必须传入一个 Comparator 实现 —— TreeSet 类的构造函数支持接收 Comparator 参数。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");
System.out.println(set); // [about, dance, sport]

手动传递 Comparator，例如：

Comparator<String> comparator = new Comparator<String>(){
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o2.compareTo(o1);
    }
};

SortedSet<String> set = new TreeSet<>(comparator);
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");
System.out.println(set); // [sport, dance, about]

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SortedSet 获取比较器

如果你使用比较器（Comparator）创建了 SortedSet，那么你可以通过 SortedSet 的 comparator() 方法获取该比较器。例如：

Comparator<String> comparator = new Comparator<String>(){
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o2.compareTo(o1);
    }
};

SortedSet<String> set = new TreeSet<>(comparator);
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");

System.out.println("comparator=" + comparator);
System.out.println("comparator()=" + set.comparator());
//comparator=com.hxstrive.java_collection.set.SortedSetDemo$1@3d075dc0
//comparator()=com.hxstrive.java_collection.set.SortedSetDemo$1@3d075dc0

SortedSet 添加元素

向 SortedSet 中添加元素的方式与向普通的 Set 中添加元素的方式相同，都是通过其 add()方法。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");

SortedSet 移除元素

要从 SortedSet 中移除一个元素，你可以调用它的 remove() 方法，并将需要移除的元素作为参数传入。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");

System.out.println("移除前 " + set); //移除前 [about, dance, sport]
set.remove("sport");
System.out.println("移除后 " + set); //移除后 [about, dance]

SortedSet 获取第一个元素

你可以通过调用 SortedSet 的 first() 方法，按照其排序顺序获取 SortedSet 的第一个元素。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");

String first = set.first();
System.out.println("first=" + first); //first=about

SortedSet 获取最后一个元素

你可以通过调用 SortedSet 的 last() 方法，按照其排序顺序获取 SortedSet 的最后一个元素。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");

String last = set.last();
System.out.println("last=" + last); //last=sport

SortedSet 迭代

迭代 SortedSet 中元素的方式，与迭代普通 Set 的方式一致：调用 SortedSet 的 iterator() 方法，该方法会返回一个 Iterator 实例，通过这个迭代器即可遍历元素（需注意，SortedSet 的迭代器会按预设排序顺序返回元素）。例如：

SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("about");
set.add("sport");
set.add("dance");

Iterator<String> iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next()); // 打印每个
}

运行结果：

about
dance
sport

SortedSet 获取头部集合

Java 的 SortedSet 接口提供了 headSet() 方法，该方法会依据集合的排序规则，返回一个新的 SortedSet，其中包含原集合中所有小于（即排序位置在其之前）给定参数值的元素。例如：

SortedSet<String> sortedSet = new TreeSet<>();
sortedSet.add("a");
sortedSet.add("b");
sortedSet.add("c");
sortedSet.add("d");
sortedSet.add("e");

SortedSet<String> headSet = sortedSet.headSet("c");
System.out.println(headSet); //[a, b]

运行此代码后，headSet 将包含元素 "a" 和 "b"，因为这两个元素小于（位于……之前）传递给 headSet() 方法的参数值 "c"。

SortedSet 获取尾部集合

Java 的 SortedSet 接口提供了 tailSet() 方法，该方法会依据集合的排序规则，返回一个新的 SortedSet，其中包含原集合中所有大于或等于（即排序位置在其之后或与之相同）给定参数值的元素。例如：

SortedSet<String> sortedSet = new TreeSet<>();
sortedSet.add("a");
sortedSet.add("b");
sortedSet.add("c");
sortedSet.add("d");
sortedSet.add("e");

SortedSet<String> tailSet = sortedSet.tailSet("c");
System.out.println(tailSet); //[c, d, e]

运行此代码后，tailSet 将包含元素“c”、“d”和“e”，因为这三个元素都大于或等于（位于其后）传递给 tailSet() 方法的参数值“c”。

SortedSet 获取子集

Java 的 SortedSet 接口提供了 subSet() 方法，该方法会返回一个新的 SortedSet，作为调用此方法的原集合的子集。subSet() 方法接收两个参数，用于界定返回子集所包含的元素范围 —— 依据集合的排序规则，返回的子集将包含所有大于或等于第一个参数，且小于第二个参数的元素。例如：

SortedSet<String> sortedSet = new TreeSet<>();
sortedSet.add("a");
sortedSet.add("b");
sortedSet.add("c");
sortedSet.add("d");
sortedSet.add("e");

SortedSet<String> subSet = sortedSet.subSet("c", "e");
System.out.println(subSet); //[c, d]

运行此代码后，子集（subSet）将包含元素“c”和“d”，因为这两个元素都大于或等于“c”（第一个参数），且小于“e”（第二个参数）。