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Java里TreeMap是如何排序的_Java有序Map原理说明

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发布时间:2026-01-04 18:26:02

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原创

TreeMap 的排序由红黑树在插入时自动维护,非额外排序;默认按键自然顺序升序,支持自定义 Comparator,提供 firstKey、subMap 等高效导航操作。

java里treemap是如何排序的_java有序map原理说明

TreeMap 的排序不是靠“额外排序”实现的,而是由底层红黑树结构在插入时就自动维护的有序状态。

默认按键的自然顺序升序排列

只要键类型实现了 Comparable 接口(比如 String、Integer、LocalDateTime 等),TreeMap 就会直接调用其 compareTo() 方法比较大小,按键从小到大排列。

  • 数字键:1、2、5、10、100(升序)
  • 字符串键:"apple"、"banana"、"orange"(字典序)
  • 若插入 null 键(且未指定 Comparator),会立即抛出 NullPointerException

支持自定义 Comparator 控制排序逻辑

构造时传入一个 Comparator,就能完全接管比较规则。例如逆序、忽略大小写、多字段组合排序等。

  • 逆序写法:new TreeMap(Comparator.reverseOrder())
  • 忽略大小写:new TreeMap(String.CASE_INSENSITIVE_ORDER)
  • 自定义类排序:需在 compare() 中明确定义两个对象谁大谁小,返回负数、零或正数

排序发生在插入那一刻,不是遍历时才排序

每调用一次 put(),TreeMap 就根据当前比较规则把新节点放到红黑树的正确位置,并做必要旋转和着色调整,确保整棵树始终满足有序+近似平衡。

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  • 遍历 keySet()entrySet() 或使用迭代器,拿到的天然就是排好序的结果
  • 没有“先乱插再排序”的过程,所以不会出现插入后手动调用 sort() 的需求
  • 这也意味着:即使你按乱序插入,最终输出永远严格有序

排序能力延伸出实用的导航与范围操作

因为结构本身有序,TreeMap 提供了普通 Map 没有的高效区间访问方法:

  • firstKey() / lastKey():快速获取最小/最大键
  • floorKey(k) / ceilingKey(k):找小于等于或大于等于 k 的最接近键
  • subMap(from, to):截取 [from, to) 区间内的子映射(视 comparator 而定是否包含边界)
  • 这些操作时间复杂度仍是 O(log n),不需遍历全量数据

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