TreeMap: отсортированные пары ключ–значение
Используйте TreeMap для поддержания сортированного порядка и навигации с помощью firstKey, lastKey, floorKey и ceilingKey.
«TreeMap: отсортированные пары ключ–значение» — бесплатный урок Java Academy на CoddyKit. Это урок 1 из 4. Ты можешь прочитать весь урок бесплатно ниже — а потом практиковать его прямо в браузере с встроенным редактором кода и ИИ-репетитором 24/7. Это часть пути обучения Java Academy, и твой прогресс синхронизируется между веб-версией и приложением CoddyKit. Курс Java Academy содержит 4 уроков всего.
Что такое TreeMap?
TreeMap — реализация отсортированной карты на основе красно-чёрного дерева. Ключи поддерживаются в порядке возрастания согласно естественному порядку или пользовательскому компаратору. Все основные операции имеют сложность O(log n).
import java.util.TreeMap;
TreeMap<String, Integer> scores = new TreeMap<>();
scores.put("Charlie", 85);
scores.put("Alice", 92);
scores.put("Bob", 78);
// Iteration is in key order: Alice, Bob, Charlie
for (var entry : scores.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}firstKey, lastKey, floorKey, ceilingKey
Интерфейс NavigableMap TreeMap предоставляет методы навигации для поиска ключей относительно заданного значения:
TreeMap<Integer, String> map = new TreeMap<>();
map.put(10, "ten"); map.put(20, "twenty"); map.put(30, "thirty"); map.put(40, "forty");
System.out.println(map.firstKey()); // 10
System.out.println(map.lastKey()); // 40
System.out.println(map.floorKey(25)); // 20 (largest key ≤ 25)
System.out.println(map.ceilingKey(25)); // 30 (smallest key ≥ 25)
System.out.println(map.lowerKey(20)); // 10 (strictly less)
System.out.println(map.higherKey(20)); // 30 (strictly greater)Навигация по записям
floorEntry, ceilingEntry, firstEntry и lastEntry возвращают полный объект Map.Entry, а не только ключ:
TreeMap<Integer, String> prices = new TreeMap<>();
prices.put(100, "Budget"); prices.put(300, "Standard"); prices.put(700, "Premium");
var entry = prices.floorEntry(350);
System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue()); // 300: Standard
var top = prices.lastEntry();
System.out.println(top.getValue()); // PremiumsubMap, headMap, tailMap
Извлекайте представления диапазонов из TreeMap. Эти представления связаны с исходной картой: изменения в одном отражаются в другом.
TreeMap<Integer, String> map = new TreeMap<>();
for (int i = 1; i <= 10; i++) map.put(i, "v"+i);
// Keys from 3 (inclusive) to 7 (exclusive)
System.out.println(map.subMap(3, 7)); // {3=v3, 4=v4, 5=v5, 6=v6}
// Keys strictly less than 5
System.out.println(map.headMap(5)); // {1=v1, 2=v2, 3=v3, 4=v4}
// Keys >= 7
System.out.println(map.tailMap(7)); // {7=v7, 8=v8, 9=v9, 10=v10}Включаемые и исключаемые границы
Используйте перегруженные варианты методов для точного управления границами:
TreeMap<Integer, String> map = new TreeMap<>();
for (int i = 1; i <= 10; i++) map.put(i*10, "v"+i);
// From 30 (inclusive) to 60 (inclusive)
System.out.println(map.subMap(30, true, 60, true));
// {30=v3, 40=v4, 50=v5, 60=v6}Порядок descending
Используйте descendingMap() или descendingKeySet(), чтобы обходить ключи в обратном порядке:
TreeMap<String, Integer> tm = new TreeMap<>();
tm.put("A", 1); tm.put("C", 3); tm.put("B", 2);
for (String key : tm.descendingKeySet()) {
System.out.print(key + " "); // C B A
}pollFirstEntry и pollLastEntry
Атомарно удаляйте и возвращайте первую или последнюю запись — это удобно для построения карт приоритетов:
TreeMap<Integer, String> events = new TreeMap<>();
events.put(8, "Breakfast");
events.put(12, "Lunch");
events.put(18, "Dinner");
var first = events.pollFirstEntry(); // removes 8=Breakfast
System.out.println(first.getValue() + " removed");
System.out.println(events.firstKey()); // 12Пример применения: таблица лидеров
В таблице лидеров игроки должны быть отсортированы по результату. TreeMap автоматически сортирует записи по ключу:
TreeMap<Integer, String> leaderboard = new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder());
leaderboard.put(1200, "Alice");
leaderboard.put(1500, "Bob");
leaderboard.put(900, "Carol");
int rank = 1;
for (var e : leaderboard.entrySet()) {
System.out.println(rank++ + ". " + e.getValue() + " (" + e.getKey() + ")");
}
// 1. Bob (1500)
// 2. Alice (1200)
// 3. Carol (900)Пример применения: планировщик событий
Связывайте временные метки с событиями и используйте ceilingEntry, чтобы найти следующее запланированное событие после заданного времени:
import java.time.LocalTime;
TreeMap<LocalTime, String> schedule = new TreeMap<>();
schedule.put(LocalTime.of(9,0), "Standup");
schedule.put(LocalTime.of(14,0), "Review");
schedule.put(LocalTime.of(17,0), "Retro");
LocalTime now = LocalTime.of(11, 30);
var next = schedule.ceilingEntry(now);
System.out.println("Next: " + next.getValue()); // ReviewПроизводительность TreeMap и HashMap
Основное сравнение:
- HashMap: get/put в среднем имеют сложность O(1); порядок не определён
- TreeMap: get/put имеют сложность O(log n); сортировка выполняется по ключу
- LinkedHashMap: в среднем O(1); порядок соответствует порядку добавления
Используйте TreeMap, когда нужны отсортированные ключи или запросы по диапазону. Для простого поиска по ключу HashMap работает быстрее.
Безопасность при работе с потоками
TreeMap не поддерживает безопасную работу из нескольких потоков. Для параллельного доступа используйте ConcurrentSkipListMap, который также сохраняет отсортированный порядок, обеспечивает операции сложности O(log n) и поддерживает одновременное чтение и запись.
Быстрая проверка
У Вас есть TreeMap<Integer, String> с ключами {10, 20, 30, 40}. Что возвращает map.floorKey(25)?
Повторение: TreeMap
Основные выводы:
- TreeMap поддерживает ключи в отсортированном порядке возрастания с помощью красно-чёрного дерева
- Все операции имеют сложность O(log n)
- Навигация: firstKey, lastKey, floorKey, ceilingKey, lowerKey, higherKey
- Представления диапазонов: subMap, headMap, tailMap, связанные с исходной картой
- Для безопасных при параллельной работе отсортированных карт используйте ConcurrentSkipListMap
Часто задаваемые вопросы
Урок «TreeMap: отсортированные пары ключ–значение» бесплатный?
Да — полный текст урока «TreeMap: отсортированные пары ключ–значение» бесплатно доступен здесь в веб-версии. Чтобы практиковать его интерактивно (встроенный редактор кода и ИИ-репетитор 24/7) и разблокировать остальной курс Java Academy, подпишись на CoddyKit PRO. Курс Java Academy содержит 4 уроков всего.
Чему я научусь в уроке «TreeMap: отсортированные пары ключ–значение»?
Используйте TreeMap для поддержания сортированного порядка и навигации с помощью firstKey, lastKey, floorKey и ceilingKey. Ты практикуешь Java Academy с помощью реального кода, который запускаешь прямо в браузере, и ИИ-репетитор 24/7 отвечает на твои вопросы во время урока.
Нужен ли мне опыт, чтобы начать Java Academy?
Предыдущий опыт не требуется. Java Academy на CoddyKit структурирован для всех уровней — от новичков до продвинутых, поэтому ты можешь начать отсюда или с самого начала и учиться в своем темпе. Это урок 1 из 4.
Сколько времени занимает урок «TreeMap: отсортированные пары ключ–значение»?
Большинство уроков CoddyKit занимают около 5–10 минут. Каждый из них компактный и интерактивный, поэтому ты постоянно делаешь прогресс и продолжаешь с того же места в веб-версии и приложении.
Можно ли писать и запускать код в этом уроке Java Academy?
Да. Каждый урок Java Academy включает встроенный редактор кода, поэтому ты пишешь и запускаешь реальный код прямо в браузере и получаешь моментальную обратную связь от AI — локальная установка не требуется.
Все уроки этого курса
- TreeMap: отсортированные пары ключ–значение
- Подкарты и представления диапазонов
- TreeSet и NavigableSet
- Пользовательский порядок в древовидных коллекциях