概述

文章的内容基于JDK1.7进行分析，之所以选用这个版本，是因为1.8的有些类做了改动，增加了阅读的难度，虽然是1.7，但是对于1.8做了重大改动的内容，文章也会进行说明。

TreeSet实现了SortedSet接口，它是一个有序的集合类，TreeSet的底层是通过TreeMap实现的。TreeSet并不是根据插入的顺序来排序，而是根据实际的值的大小来排序。TreeSet也支持两种排序方式：

自然排序

自定义排序

数据结构

继承关系

java.lang.Object
java.util.AbstractCollection
java.util.AbstractSet
java.util.TreeSet
实现接口
Serializable, Cloneable, Iterable, Collection, NavigableSet, Set, SortedSet
基本属性
private transient NavigableMap m; //存放元素的集合
private static final Object PRESENT = new Object(); //m中key 对应的value
重要方法深度解析
构造方法
//相同包下可以访问的构造方法，将指定的m赋值为m
TreeSet(NavigableMap m) {
this.m = m;
}
//无参构造方法，创建一个空的TreeMap对象，并调用上面的构造方法
public TreeSet() {
this(new TreeMap());
}
//指定比较器，并用指定的比较器创建TreeMap对象
public TreeSet(Comparator super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}
//将指定的集合C转化为TreeSet
public TreeSet(Collection extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
//将SortedMap中的元素转化为TreeMap对象
public TreeSet(SortedSet s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}

通过上面的构造方法，可以看出TreeSet的底层是用TreeMap实现的。在构造方法中会创建一个TreeMap实例，用于存放元素，另外TreeSet是有序的，也提供了制定比较器的构造函数，如果没有提供比较器，则采用key的自然顺序进行比较大小，如果指定的比较器，则采用指定的比较器，进行key值大小的比较。

add()方法和remove()方法都比较的简单都是调用TreeMap的方法进行实现。此处不在单独列出

源码解析

public class TreeSet extends AbstractSet
implements NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable
{
//存放元素的map对象
private transient NavigableMap m;
//key-value ,不同的键都会对象相同的value, value = PRESENT
private static final Object PRESENT = new Object();
//指定的map对象
TreeSet(NavigableMap m) {
this.m = m;
}
//无参构造方法，初始化一个TreeMap对象
public TreeSet() {
this(new TreeMap());
}
//构造方法，指定比较器
public TreeSet(Comparator super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}
//将集合中的元素转化为TreeSet存储
public TreeSet(Collection extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
//构造方法，SortedSet转化为TreeSet存储，并使用SortedSet的比较器
public TreeSet(SortedSet s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}
//遍历方法，返回m.keyset集合
public Iterator iterator() {
return m.navigableKeySet().iterator();
}
//逆序排序的迭代器
public Iterator descendingIterator() {
return m.descendingKeySet().iterator();
}
/**
* @since 1.6
*/
public NavigableSet descendingSet() {
return new TreeSet<>(m.descendingMap());
}
//返回 m 包含的键值对的数量
public int size() {
return m.size();
}
//是否为空
public boolean isEmpty() {
return m.isEmpty();
}
//是否包含指定的key
public boolean contains(Object o) {
return m.containsKey(o);
}
//添加元素，调用m.put方法实现
public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
}
//删除方法，调用m.remove()方法实现
public boolean remove(Object o) {
return m.remove(o)==PRESENT;
}
//清除集合
public void clear() {
m.clear();
}
//将一个集合中的所有元素添加到TreeSet中
public boolean addAll(Collection extends E> c) {
// Use linear-time version if applicable
if (m.size()==0 && c.size() > 0 &&
c instanceof SortedSet &&
m instanceof TreeMap) {
SortedSet extends E> set = (SortedSet extends E>) c;
TreeMap map = (TreeMap) m;
Comparator super E> cc = (Comparator super E>) set.comparator();
Comparator super E> mc = map.comparator();
if (cc==mc || (cc != null && cc.equals(mc))) {
map.addAllForTreeSet(set, PRESENT);
return true;
}
}
return super.addAll(c);
}
//返回子集合，通过 m.subMap()方法实现
public NavigableSet subSet(E fromElement, boolean fromInclusive,
E toElement, boolean toInclusive) {
return new TreeSet<>(m.subMap(fromElement, fromInclusive,
toElement, toInclusive));
}
//返回set的头部
public NavigableSet headSet(E toElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<>(m.headMap(toElement, inclusive));
}
//返回尾部
public NavigableSet tailSet(E fromElement, boolean inclusive) {
return new TreeSet<>(m.tailMap(fromElement, inclusive));
}
//返回子Set
public SortedSet subSet(E fromElement, E toElement) {
return subSet(fromElement, true, toElement, false);
}
//返回set的头部
public SortedSet headSet(E toElement) {
return headSet(toElement, false);
}
//返回set的尾部
public SortedSet tailSet(E fromElement) {
return tailSet(fromElement, true);
}
//返回m使用的比较器
public Comparator super E> comparator() {
return m.comparator();
}
//返回第一个元素
public E first() {
return m.firstKey();
}
//返回最后一个元素
public E last() {
return m.lastKey();
}
//返回set中小于e的最大的元素
public E lower(E e) {
return m.lowerKey(e);
}
//返回set中小于/等于e的最大元素
public E floor(E e) {
return m.floorKey(e);
}
//返回set中大于/等于e的最大元素
public E ceiling(E e) {
return m.ceilingKey(e);
}
//返回set中大于e的最小元素
public E higher(E e) {
return m.higherKey(e);
}
//获取TreeSet中第一个元素，并从Set中删除该元素
public E pollFirst() {
Map.Entry e = m.pollFirstEntry();
return (e == null) ? null : e.getKey();
}
//获取TreeSet中最后一个元素，并从Set中删除该元素
public E pollLast() {
Map.Entry e = m.pollLastEntry();
return (e == null) ? null : e.getKey();
}
//克隆方法
public Object clone() {
TreeSet clone = null;
try {
clone = (TreeSet) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
}
clone.m = new TreeMap<>(m);
return clone;
}
//将对象写入到输出流中。
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden stuff
s.defaultWriteObject();
// Write out Comparator
s.writeObject(m.comparator());
// Write out size
s.writeInt(m.size());
// Write out all elements in the proper order.
for (E e : m.keySet())
s.writeObject(e);
}
//从输入流中读取对象的信息
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden stuff
s.defaultReadObject();
// Read in Comparator
Comparator super E> c = (Comparator super E>) s.readObject();
// Create backing TreeMap
TreeMap tm;
if (c==null)
tm = new TreeMap<>();
else
tm = new TreeMap<>(c);
m = tm;
// Read in size
int size = s.readInt();
tm.readTreeSet(size, s, PRESENT);
}
//序列化版本号
private static final long serialVersionUID = -2479143000061671589L;
}

总结

TreeSet是一个有序的集合，基于TreeMap实现，支持两种排序方式：自然排序和定制排序。

TreeSet是非同步的，线程不安全的。