treemap java tutorial with java treemap examples
このJavaTreeMapチュートリアルでは、TreeMapクラス、反復、TreeMapの例、実装、Javaハッシュマップとツリーマップ、TreeMapAPIメソッドなどについて説明します。
TreeMapデータ構造は、キーと値のペアを自然にソートされた順序で格納するコレクションです。 TreeMapは、Javaコレクションフレームワークの一部であり、マップの実装です。
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学習内容：
Java TreeMap
JavaでのTreeMapの主な特徴のいくつかは次のとおりです。
- Javaでツリーマップを実装するTreeMapクラスは、java.utilパッケージの一部です。 Mapインターフェースを実装します。
- TreeMapクラスはAbstractMapクラスを拡張し、NavigableMapおよびSortedMap（間接）インターフェースも実装します。
- TreeMapは同期されていません。
- デフォルトでは、TreeMap要素はデフォルトで昇順です。
- TreeMapは重複要素を許可しません。
- TreeMapはnull値を許可しますが、nullキーは許可しません。
次の図は、TreeMapクラスのクラス階層を示しています。
すでに述べたように、TreeMapクラスはNavigableMapインターフェースを実装し、それが次にSortedMapクラスを拡張します。 SortedMapは、マップインターフェイスをさらに継承します。
TreeMapクラスの宣言
TreeMapクラスの一般的な宣言を以下に示します。
public class TreeMap extends AbstractMap implements NavigableMap, Cloneable, Serializableここで、K => TreeMapによって維持されるキーのタイプ
V =>マップされた値のタイプ
TreeMapの例
以下のプログラムは、TreeMapデータ構造の簡単な例を示しています。
import java.util.*; class Main{ public static void main(String args()){ //declare a TreeMap and initialize it TreeMap cities_map=new TreeMap (); cities_map.put(100,'Pune'); cities_map.put(102,'Jaipur'); cities_map.put(101,'Hyderabad'); cities_map.put(103,'Bangaluru'); //print the TreeMap contents using forEach System.out.println('Contents of TreeMap:'); System.out.print('{'); for(Map.Entry entries:cities_map.entrySet()){ System.out.print(entries.getKey()+' = '+entries.getValue() + ' '); } System.out.println('}'); } } 出力：
TreeMapの内容：
{100 =プネ101 =ハイデラバード102 =ジャイプール103 =バンガロール}
このプログラムでは、cities_mapという名前の単純なTreeMapオブジェクトを定義し、putメソッドを使用して、キーと値のペアに初期化しました。
次に、TreeMapクラスのentrySet（）メソッドを使用し、forEachループを使用してこのセットを反復処理して、キーと値のペアを出力します。キーと値のペアを出力するには、それぞれgetKey（）メソッドとgetValue（）メソッドを使用します。
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TreeMapAPIメソッドとコンストラクター
このセクションでは、TreeMapクラスによって提供されるさまざまなコンストラクターとメソッドについて説明します。
コンストラクター
| コンストラクタープロトタイプ | 説明 | |
|---|---|---|
| 下降マップ | NavigableMapdescendingMap（） | 指定されたキーと値のペアを逆の順序で返します。 |
| TreeMap（） | 自然な順序で空のTreeMapを作成するためのデフォルトのコンストラクタ。 | |
| TreeMap（コンパレータコンパレータ） | 指定されたコンパレータに基づいてソートされた空のTreeMapを構築します。 | |
| TreeMap（マップm） | TreeMapを構築し、指定されたマップの要素mで初期化します。注文は自然です。 | |
| TreeMap（SortedMap m） | TreeMapを構築し、SortedMapエントリで初期化します。順序はsortedMapと同じです。 |
メソッド
| 方法 | メソッドプロトタイプ | 説明 |
|---|---|---|
| 天井エントリー | Map.EntryceilingEntry（Kキー） | キーが指定されたキー以上になるような最小のキーと値のペアを返します。キーがない場合はnull |
| 天井キー | Kシーリングキー（Kキー） | 指定されたキーよりも小さいキーと大きいキーを返します。キーがない場合はnullを返します。 |
| 晴れ | ボイドクリア（） | ツリーマップからすべてのキーと値のペアを削除します。 |
| クローン | オブジェクトクローン（） | TreeMapインスタンスの浅いコピーを作成します。 |
| コンパレータ | コンパレータコンパレータ（） | キーの配置に使用されるコンパレータを返します。順序付けが自然な場合はnull |
| 下降キーセット | NavigableSetdescendingKeySet（） | TreeMapキーのNavigableSetビューを逆の順序で返します。 |
| firstEntry | Map.Entry firstEntry（） | 最小のキーと値のペアを返します。 |
| floorEntry | Map.Entry floorEntry（Kキー） | 指定されたキー以下の最大のキーを返します。そのようなキーがない場合はnull |
| forEach | void forEach（BiConsumerアクション） | 指定されたアクションは、TreeMapのエントリごとに実行されます。 |
| headMap | SortedMap headMap（K toKey） | 返されるキーがtoKeyよりも厳密に小さくなるように、キーと値のペアを返すために使用されます |
| headMap | NavigableMap headMap（K toKey、ブール値を含む） | toKey未満、または包括的である場合は等しいキーのキーと値のペアを返します。 |
| highEntry | Map.EntryhigherEntry（Kキー） | 最小のキーまたはnullを返します。返されるキーは、指定されたキーよりも厳密に大きくなります。 |
| higherKey | KhigherKey（Kキー） | ツリーマップ内の指定されたキーにマッピングが存在する場合、キーを返します。 |
| keySet | キーセットを設定する（） | TreeMap内のキーのセットコレクションを返します。 |
| lastEntry | Map.Entry lastEntry（） | キーが最大のキーになるように、キーと値のペアを返します。キーが存在しない場合はnullを返します。 |
| lowerEntry | Map.Entry lowerEntry（Kキー） | キーが最大で、指定されたキーよりも厳密に小さくなるようなキーと値のペアを返します。キーが存在しない場合はnullを返します。 |
| lowerKey | K lowerKey（Kキー） | 最大のキーまたはnullを返します。返されるキーは、指定されたキーよりも厳密に少なくなります。 |
| navigableKeySet | NavigableSet navigableKeySet（） | TreeMapのキーの「NavigableSet」を返します。 |
| pollFirstEntry | Map.Entry pollFirstEntry（） | 最小のキーのキーと値のペアを削除して返します。 |
| pollLastEntry | Map.Entry pollLastEntry（） | 最大のキーのキーと値のペアを削除して返します。 |
| 置く | Vプット（Kキー、V値） | 指定されたキーと値をTreeMapに追加します。 |
| putAll | void putAll（マップマップ） | 指定されたマップのすべてのキーと値のペアがTreeMapにコピーされます。 |
| 交換 | V置換（Kキー、V値） | 指定されたキーの値を指定された値に置き換えるか、変更します。 |
| 交換 | ブール置換（Kキー、V oldValue、V newValue） | 指定されたキーのoldValueをnewValueに置き換えます。 |
| replaceAll | void replaceAll（BiFunction関数） | 指定された関数を呼び出し、すべてのエントリを関数の結果に置き換えます。 |
| subMap | NavigableMapサブマップ（K fromKey、boolean fromInclusive、K toKey、boolean toInclusive） | 「fromKey」から「toKey」までのキーとキーのペアを返します。 |
| SortedMap | SortedMapサブマップ（K fromKey、K toKey） | fromKey（包括的）からtoKey（排他的）の範囲のキーと値のペアを返します。 |
| tailMap | SortedMap tailMap（K fromKey） | キーがfromKey以上になるようなキーと値のペアを返します。 |
| tailMap | NavigableMap tailMap（K fromKey、ブール値を含む） | fromKey（包括的= true）以上のキーのキーと値のペアを返します。 |
| containsKey | ブールcontainsKey（オブジェクトキー） | ツリーマップに指定されたキーのマッピングがあるかどうかを確認します。はいの場合はtrueを返します。 |
| containsValue | ブールcontainsValue（オブジェクト値） | 指定された値にマップされたキーがあるかどうかを確認します。 trueの場合はyesを返します。 |
| firstKey | K firstKey（） | ソートされたマップの最も低いキーまたは最初のキーを返します |
| 取得する | V get（オブジェクトキー） | 指定されたキーにマップされた値を取得します |
| lastKey | K lastKey（） | ソートされたマップの最後のキーまたは最も高いキーを返します。 |
| 削除する | V削除（オブジェクトキー） | TreeMap内の指定されたキーのキーと値のペアを削除します |
| entrySet | セットする | 指定されたTreeMapのセットを返します。 |
| サイズ | intサイズ（） | TreeMapのサイズまたはキーと値のペアの総数を返します。 |
| 値 | コレクション値（） | TreeMapの値のコレクションを返します。 |
TreeMapを反復処理
TreeMapは、キーと値のペアで構成されています。 TreeMapクラスは、マップ内のキーと値のペアを返すメソッド「entrySet」を提供します。 forEachループを使用してこれらのエントリを反復処理し、getKey（）メソッドとgetValue（）メソッドをそれぞれ使用してキーと値を表示できます。
これは、以下のJavaプログラムに示されています。
import java.util.Map; import java.util.TreeMap; class Main { public static void main(String() arg){ //declare and initialize TreeMap Map colorsTree = new TreeMap(); colorsTree.put('R', 'Red'); colorsTree.put('G', 'Green'); colorsTree.put('B', 'Blue'); colorsTree.put('M', 'Magenta'); System.out.println('The contents of TreeMap:'); // retrieve set of map entries using entrySet method for (Map.Entry Map_entry : colorsTree.entrySet()) //print key-value pairs using getKey() and getValue() System.out.println( '(' + Map_entry.getKey() + '=>' + Map_entry.getValue() + ')'); } } 出力：
TreeMapの内容：
(B =>青)
(G =>緑)
(M =>マゼンタ)
(R =>赤)
JavaでのTreeMapの実装
次のJavaプログラムは、上記のTreeMapクラスのメインメソッドを示しています。
import java.util.Map; import java.util.Map.Entry; import java.util.TreeMap; public class Main { public static void main(String() args) { //declare a TreeMap Object and initialize it with values TreeMap map = new TreeMap<>(); for(int i=1;i<=10;i++) { map.put(i, (i*i)+''); } System.out.println('Original Map:' + map); //lowerEntry, higherEntry Entry entry = map.lowerEntry(4); System.out.println('Closest Lower Entry than 4:'+entry); entry = map.higherEntry(4); System.out.println('Closest Higher Entry than 4:'+entry); System.out.println('Closest Lower key than 4 :'+map.lowerKey(4)); entry = map.floorEntry(6); System.out.println('Closest floor entry than 6: '+entry); entry = map.ceilingEntry(6); System.out.println('Closest ceiling Entry than 6 :'+entry); entry = map.firstEntry(); System.out.println('TreeMap First Entry:'+entry); entry = map.lastEntry(); System.out.println('TreeMap Last Entry:'+entry); Map reversedMap = map.descendingMap(); System.out.println('Reversed TreeMap: '+reversedMap); //pollFirstEntry, pollLastEntry entry = map.pollFirstEntry(); System.out.println('TreeMap First Entry:'+entry); entry = map.pollLastEntry(); System.out.println('TreeMap Last Entry:'+entry); //subMap Map subMap = map.subMap(2, true, 6, true); System.out.println('Submap from 2 to 6: '+subMap); //headMap subMap = map.headMap(5, true); System.out.println('HeadMap: '+subMap); //tailMap subMap = map.tailMap(5, true); System.out.println('TailMap: '+subMap); } } 出力：
元のマップ：{1 = 1、2 = 4、3 = 9、4 = 16、5 = 25、6 = 36、7 = 49、8 = 64、9 = 81、10 = 100}
4：3 = 9よりも最も低いエントリ
4：5 = 25よりも最も高いエントリ
最も近い4：3より低いキー
6よりも近いフロアエントリー：6 = 36
6：6 = 36よりも最も近い天井のエントリ
TreeMapの最初のエントリ：1 = 1
TreeMap最終エントリ：10 = 100
逆ツリーマップ：{10 = 100、9 = 81、8 = 64、7 = 49、6 = 36、5 = 25、4 = 16、3 = 9、2 = 4、1 = 1}
TreeMapの最初のエントリ：1 = 1
TreeMap最終エントリ：10 = 100
2から6までのサブマップ：{2 = 4、3 = 9、4 = 16、5 = 25、6 = 36}
HeadMap：{2 = 4、3 = 9、4 = 16、5 = 25}
TailMap：{5 = 25、6 = 36、7 = 49、8 = 64、9 = 81}
TreeMapを値で並べ替える
デフォルトでは、TreeMapは自然な順序に従ってキーに基づいてソートされます。ただし、TreeMapを値に従って並べ替える場合は、コンパレータを使用して並べ替えを定義する必要があります。
以下のJavaプログラムは、TreeMapを値でソートします。
import java.util.*; class Main { //Method for sorting the TreeMap based on values public static > Map sortTreeMap(final Map map) { //define a comaprator to sort TreeMap on values Comparator valueComparator = new Comparator() { public int compare(K k1, K k2) { int compare = map.get(k1).compareTo(map.get(k2)); if (compare == 0) return 1; else return compare; } }; //use the comparator to sort the TreeMap and return sortedTreeMap Map sortedTreeMap = new TreeMap(valueComparator); sortedTreeMap.putAll(map); return sortedTreeMap; } public static void main(String args()) { //define and initialize the TreeMap TreeMap treemap = new TreeMap(); treemap.put('R', 'Red'); treemap.put('G', 'Green'); treemap.put('B', 'Blue'); treemap.put('C', 'Cyan'); treemap.put('M', 'Magenta'); // call method sortTreeMap to sort the TreeMap Map sortedTreeMap = sortTreeMap(treemap); // Retrieve set of the entries on the sorted map Set set = sortedTreeMap.entrySet(); System.out.println('The sorted TreeMap based on Values:'); // Now define iterator on this set Iterator i = set.iterator(); // Print TreeMap elements while(i.hasNext()) { Map.Entry me = (Map.Entry)i.next(); System.out.print(me.getKey() + ': '); System.out.println(me.getValue()); } } } 出力：
値に基づいてソートされたTreeMap：
B：青
C：シアン
G：緑
M：マゼンタ
R：赤
Javaハッシュマップとツリーマップ
HashMapとTreeMapの主な違いをいくつか見てみましょう。
次の表に、これらの違いを示します。
| HashMap | TreeMap |
|---|---|
| HashMapはTreeMapよりもはるかに高速です。 | TreeMapは遅い |
| Mapインターフェースを実装します。 | NavigableMapインターフェースを実装します。 |
| ハッシュ実装手法を使用 | 実装に赤黒木を使用する |
| 要素を含む順序を維持しません | ツリーマップのキーは、自然な順序に従ってすでに順序付けられています |
| 1つのnullキーと多くのnull値を許可します | null値のみを許可しますが、キーをnullにすることはできません |
| 基本的な操作を実行し、一定の時間で配置および取得します。 | ログ（n）時間を取って、putおよびget操作を実行します |
| HashMapの機能は制限されています。 | TreeMapクラスは、データ構造の操作に役立つ多くの追加機能を提供します。 |
| 比較にはequals（）メソッドを使用します。 | 比較にcompareTo（）メソッドを使用します。 |
よくある質問
Q＃1）JavaのTreeMapとは何ですか？
回答： JavaのTreeMapは、すでにソートされているキーと値のペアのコレクションです。実装の目的で赤黒木を使用します。 Java TreeMapは、Mapインターフェースとは別にNavigableMapインターフェースを実装し、AbstractMapクラスも拡張します。
トレントファイルの使い方
Q＃2） JavaでTreeMapを使用するのはなぜですか？
回答： TreeMapは、JavaでMapおよびNavigableMapインターフェースとAbstractMapクラスを実装するために使用されます。 TreeMapキーは自然な順序に従って並べ替えられるため、このデータ構造を使用して、ディレクトリ構造やツリー階層などを格納できます。
Q＃3） HashMapとTreeMapのどちらが良いですか？
回答： HashMapはTreeMapよりも優れています。 HashMapは基本的な操作を実行するのに常に一定の時間を要しますが、TreeMapはこれらの操作を実行するのにlog（n）時間を要します。より大きなデータオブジェクトが含まれる場合、HashMapはTreeMapと比較して高速に実行されます。
Q＃4） TreeMapはソートされていますか？
回答： はい、TreeMapのキーエントリは自然な順序に従って並べ替えられます。 TreeMapクラスを使用すると、カスタムコンパレータを使用して、値に基づいてTreeMapを並べ替えることもできます。
Q＃5） TreeMapはスレッドセーフですか？
回答： いいえ、TreeMapはスレッドセーフなコレクションではありません。
結論
このチュートリアルでは、JavaでのTreeMapについて詳しく説明しました。 TreeMapは、マップインターフェイスを実装するキーと値のペアのコレクションです。また、NavigableMapインターフェイスを実装します。 TreeMapの要素は一意であり、重複は許可されていません。
TreeMapのコンストラクターとメソッドを見ました。また、TreeMapプログラムを実装し、TreeMapクラスの主要なメソッドを示しました。次に、HashMapとTreeMapの違いについて説明しました。
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