深入理解Java TreeMap（Java树映射数据结构完整入门教程）

什么是 TreeMap？

TreeMap 是 Java 中一种基于红黑树实现的 有序映射（Sorted Map）。与 HashMap 不同，TreeMap 中的键会按照自然顺序（natural ordering）或通过自定义比较器（Comparator）进行排序。

关键特性包括：

• 键不能为 null（除非使用自定义比较器处理）
• 值可以为 null
• 线程不安全（非同步）
• 插入、删除、查找的时间复杂度均为 O(log n)

如何创建 TreeMap？

首先，你需要导入 java.util.TreeMap。下面是一个简单的创建和使用示例：

import java.util.TreeMap;public class TreeMapExample {    public static void main(String[] args) {        // 创建一个 TreeMap        TreeMap<String, Integer> scores = new TreeMap<>();                // 添加键值对        scores.put("Alice", 95);        scores.put("Bob", 88);        scores.put("Charlie", 92);                // 打印 TreeMap（按键排序）        System.out.println(scores);        // 输出：{Alice=95, Bob=88, Charlie=92}    }}

注意：由于 String 类型具有自然顺序（按字母排序），所以输出结果是按键升序排列的。

常用方法详解

以下是 Java TreeMap 中最常用的几个方法：

• put(key, value)：添加键值对
• get(key)：根据键获取值
• remove(key)：删除指定键的映射
• firstKey() / lastKey()：获取最小/最大键
• subMap(fromKey, toKey)：获取指定范围的子映射

示例：使用 subMap 获取成绩在 90 到 100 之间的学生：

// 假设 scores 已包含多个学生成绩TreeMap<String, Integer> topStudents = new TreeMap<>();topStudents.put("Alice", 95);topStudents.put("David", 87);topStudents.put("Eva", 93);topStudents.put("Frank", 99);// 注意：subMap 是基于键的，不是值！// 如果你想按“值”筛选，需要遍历或使用其他方式// 但我们可以演示按键范围筛选（比如名字在 "B" 到 "D" 之间）TreeMap<String, Integer> rangeMap = new TreeMap<>(topStudents.subMap("B", "E"));System.out.println(rangeMap); // {David=87, Eva=93}

自定义排序：使用 Comparator

如果你希望按降序排列，或者按值排序（虽然 TreeMap 默认按键排序），可以通过传入 Comparator 实现：

import java.util.Comparator;import java.util.TreeMap;public class TreeMapDescending {    public static void main(String[] args) {        // 按键降序排列        TreeMap<String, Integer> descMap = new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder());                descMap.put("Alice", 95);        descMap.put("Bob", 88);        descMap.put("Charlie", 92);                System.out.println(descMap);        // 输出：{Charlie=92, Bob=88, Alice=95}    }}

TreeMap vs HashMap

很多初学者会混淆 TreeMap 和 HashMap。它们的主要区别如下：

适用场景

当你需要以下功能时，Java TreeMap 是理想选择：

• 按键自动排序（如字典、排行榜）
• 频繁查询最小/最大键（如任务调度系统）
• 需要范围查询（如日志按时间区间检索）

总结

通过本教程，你已经掌握了 Java TreeMap 的核心概念、基本用法、常用方法以及与其他映射结构的区别。无论你是准备面试，还是开发实际项目，TreeMap 都是一个强大而灵活的工具。

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赶快动手写代码试试吧！实践是最好的老师。