Java 集合：SortedMap 接口

Java 的SortedMap接口（全限定名：java.util.SortedMap）是java.util.Map接口的子接口，它在Map的基础上增加了一个核心特性：存储在SortedMap中的元素会在内部自动排序。这一特性使得我们可以按照预设的排序顺序，直接迭代SortedMap中存储的元素，无需额外手动处理排序逻辑。

SortedMap 的实现 TreeMap

Java 默认提供了 SortedMap 接口的内置实现，名为 TreeMap（java.util.TreeMap）。

创建一个TreeMap

你通过其构造函数实例化一个 TreeMap 实例。例如：

SortedMap<String,String> sortedMap = new TreeMap<>();

还可以将 Comparator 实现传递给 TreeMap 构造函数。然后，该 Comparator 将用于对存储在 SortedMap 中的键值对的键进行排序。例如：

Comparator<String> comparator = new MyComparatorImpl<>();
SortedMap<String,String> sortedMap = new TreeMap<>(comparator);

SortedMap 排序

Java 中 SortedMap 的排序顺序有两种确定方式：

（1）一是采用元素自身的自然排序（前提是元素实现了 java.lang.Comparable 接口）；

（2）二是由你为 SortedMap 提供的 Comparator 来指定。

默认情况下，元素按升序迭代，从 “最小” 元素开始，依次到 “最大” 元素结束。不过，也可以通过 TreeMap.descendingKeySet () 方法按降序迭代元素。例如：

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

map.put("id", "1000");
map.put("name", "Helen");
map.put("age", "33");
map.put("email", "helen@outlook.com");

for(Map.Entry<String,String> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}

运行结果：

name=Helen
id=1000
email=helen@outlook.com
age=33

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SortedMap 迭代

迭代 SortedMap 就像迭代普通的 Map 一样。由于 SortedMap 的键是经过排序的，你很可能希望按照键的排序顺序来迭代它们。迭代 SortedMap 的键可以通过调用其 keySet() 方法，例如：

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

map.put("id", "1000");
map.put("name", "Helen");
map.put("age", "33");
map.put("email", "helen@outlook.com");

// 迭代键
for(String key : map.keySet()) {
    System.out.println(key);
}

System.out.println("===============================");

// 迭代值
for (String value : map.values()) {
    System.out.println(value);
}

System.out.println("===============================");

// 迭代条目
for(Map.Entry<String,String> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}

运行结果：

name
id
email
age
===============================
Helen
1000
helen@outlook.com
33
===============================
name=Helen
id=1000
email=helen@outlook.com
age=33

获取所使用的比较器

如果你的 SortedMap 是使用 Comparator 创建的，你可以通过 SortedMap 的 comparator() 方法获取所使用的 Comparator。例如：

Comparator comparator = sortedMap.comparator();

获取第一个键

SortedMap 接口提供了一个便捷方法 firstKey ()，用于获取其键集中的第一个（即最小的）键。例如：

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

map.put("id", "1000");
map.put("name", "Helen");
map.put("age", "33");
map.put("email", "helen@outlook.com");

String firstKey = map.firstKey();
System.out.println(firstKey); // name

获取最后一个键

SortedMap 接口还提供了一个便捷方法 lastKey()，专门用于获取其键集中的最后一个（即最大的）键。例如：

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

map.put("id", "1000");
map.put("name", "Helen");
map.put("age", "33");
map.put("email", "helen@outlook.com");

String lastKey = map.lastKey();
System.out.println(lastKey); // age

头部映射

SortedMap 接口提供了一个名为 headMap() 的方法，该方法会返回一个新的 Map，其中包含原 SortedMap 中按既定排序顺序排列的前部分元素。headMap () 方法需要接收一个参数作为分隔界限，用于确定哪些元素会被包含在返回的子映射中 —— 所有键小于（或按排序规则早于）该参数的元素都会被纳入其中。例如：

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

map.put("a", "1000");
map.put("b", "2000");
map.put("c", "3000");
map.put("d", "4000");
System.out.println(map); //{d=4000, c=3000, b=2000, a=1000}

Map<String,String> subMap = map.headMap("b");
System.out.println(subMap); //{d=4000, c=3000}

subMap.put("d", "40"); // 会影响 map 引用的 Map 实例
System.out.println(map); //{d=40, c=3000, b=2000, a=1000}

返回的头部映射将包含键值对（"d"，"4000"）和（"c"，"3000"），因为在此 SortedMap 使用的排序顺序中，键 "d" 和 "c" 小于/早于 "b"。

注意，子 Map 是 Map 的一个视图，如果对子 Map 进行操作，会影响到 Map。上面代码中，使用 subMap 修改键“d”的值为“40”，主 map 的值也被修改了。

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尾部映射

SortedMap 接口提供了一个名为 tailMap () 的方法，该方法会返回一个新的 Map，其中包含原 SortedMap 中按按既定排序顺序排列的后部分元素。tailMap () 方法需要接收一个参数作为分隔界限，用于确定哪些元素会被包含在返回的子映射中 —— 所有键等于或大于（或按排序规则不早于）该参数的元素都会被纳入其中。例如：

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

map.put("a", "1000");
map.put("b", "2000");
map.put("c", "3000");
map.put("d", "4000");
System.out.println(map); //{d=4000, c=3000, b=2000, a=1000}

Map<String,String> subMap = map.tailMap("b");
System.out.println(subMap); //{b=2000, a=1000}

subMap.put("a", "10"); // 会影响 map 引用的 Map 实例
System.out.println(map); //{d=4000, c=3000, b=2000, a=10}

返回的尾部映射将包含键值对（"b"，"2000"）、（"a"，"1000"），因为 "b"、"a" 大于或等于传递给tailMap() 的参数 "b"。

子映射

SortedMap 接口还提供了 subMap() 方法，该方法能返回一个新的 Map，即原 SortedMap 的子映射。subMap() 方法接收两个参数作为边界条件，用于界定子映射所包含的元素范围 —— 子映射将包含所有键大于或等于第一个参数，且同时小于第二个参数的元素。例如：

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

map.put("a", "1000");
map.put("b", "2000");
map.put("c", "3000");
map.put("d", "4000");
System.out.println(map); //{d=4000, c=3000, b=2000, a=1000}

Map<String,String> subMap = map.subMap("c", "a");
System.out.println(subMap); //{c=3000, b=2000}

subMap.put("c", "30");
System.out.println(map); //{d=4000, c=30, b=2000, a=1000}

返回的子映射将包含键值对（"c"，"3000"）、（"b"，"2000"），因为键 "c"、"b" 都大于或等于 "c"，且小于 "a"。

更多信息查看 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/SortedMap.html API 文档。