TreeMap 能保证 Key 有序,根本原因是其底层采用红黑树结构并强制 Key 可比较;Key 必须实现 Comparable 或传入 Comparator,否则 put() 时抛 ClassCastException;红黑树通过着色规则保障 O(log n) 高度与 BST 性质。

TreeMap 能保证 Key 有序,根本原因不是“它叫 TreeMap”,而是它用红黑树作为底层结构,并强制要求 Key 具备可比较性。排序不是遍历时额外排序,而是插入时就按序落位、自动维护。
TreeMap 不接受任意对象作 Key,除非满足以下任一条件:
compareTo() 方法new TreeMap((a, b) -> b.compareTo(a)) 实现降序如果 Key 既没实现 Comparable,又没传 Comparator,运行时调用 put() 会直接抛 ClassCastException 或 NullPointerException(取决于 null 处理策略)。
TreeMap 内部的 Entry 节点组成一棵红黑树,不是普通二叉搜索树——它通过五条着色与路径约束(根黑、叶黑、红不相邻、黑高一致等)确保树高始终在 O(log n) 级别。这意味着:
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rotateLeft/rotateRight 和变色操作(如 balanceInsertion),重新平衡但不打乱顺序entrySet().iterator() 天然有序TreeMap 源码里只靠一个字段区分两种模式:private final Comparator super K> comparator;
k1.compareTo(k2)(自然排序)comparator.compare(k1, k2)(定制排序)无论哪种,比较结果只返回负数、0、正数三种可能,TreeMap 全部用来做“小于 / 等于 / 大于”的分支判断。等于时会覆盖旧 value;小于走左;大于走右。整个过程与排序算法无关,纯属树结构的定位行为。
有人误以为 TreeMap 内部像 HashMap 那样无序存储,再靠迭代器排序输出。其实完全相反:
put(5, "E") 时,TreeMap 就已根据当前所有 Key 的大小关系,把新节点精准插进红黑树的某个叶子位置firstKey()、floorKey(7)、subMap(2, 6) 这类导航方法,全依赖红黑树的有序结构,才能在 O(log n) 内完成基本上就这些。
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