一：概述

Collection系列的List與Set實現都只能儲存單個元素，想要使用 key – value 的結構就需要使用到Map。整體來說Map的實現結構並不複雜，三個具體實現類TreeMap、HashMap、LinkedHashMap，分別採用紅黑樹、雜湊表、連結串列 + 雜湊表的結構實現。本文將講解採用紅黑樹實現的TreeMap，紅黑樹結構註定這將是一個元素擁有一定比較順序的集合

二：繼承結構

三：紅黑樹實現

靜態內部類Entry其實就是紅黑樹的節點類。key、value屬性記錄節點值，left、right、parent分別記錄左右節點與父節點，color則記錄節點顏色，紅與黑。說到這裡如果不瞭解紅黑樹的請自行查閱相關書籍，演算法導論就不錯嘛。基礎有以下幾點特徵：

• 根節點必須是黑色
• 紅節點上下必須是黑色，也就是它的父親與兒子
• 任意節點通過任意路徑到葉子節點中黑節點的累計數量相等

四：比較器

看一下TreeMap類的屬性發現除了root維護紅黑樹根節點之外還有一個比較器comparator，這個比較器自然就是定義節點元素大小規則的比較器。在元素節點插入的時候會使用

4.1 構造注入

例項化物件的時候可以傳遞Comparator型別比較器，這時就會將其賦值給屬性comparator。注意泛型限制的咯，這個K是TreeMap中key鍵的泛型，比較器要求是其父類亦或是自身，滿足里氏替換原則設計要求

4.2 預設比較器

如果是無參構造那就比較慘烈了，比較器就是一個null。那麼元素節點新增的時候就不用了麼？預設的比較器肯定是存在的嘛，看看下圖

五：紅黑樹左右旋轉

在涉及到節點新增或刪除的時候就有可能導致紅黑樹特徵被破壞，這時候就需要調整紅黑樹重新形成紅黑樹特徵結構。要麼選擇改變節點顏色，要麼選擇紅黑樹結構調整。左右旋就是紅黑樹結構調整中基礎的兩個方法

5.1 紅黑樹左旋

紅黑樹的左旋其實就是以旋轉節點為中心的逆時針順序旋轉，最後效果如上圖所示。總結起來就兩點：

以下就是模擬TreeMap進行左旋轉的程式碼：

5.2 紅黑樹右旋

紅黑樹的右旋其實就是以旋轉節點為中心的順時針順序旋轉，最後效果如上圖所示。總結起來就兩點：
1、旋轉節點左節點成為其父節點
2、左節點的右節點給旋轉節點做左節點

以下就是模擬TreeMap進行右旋轉的程式碼：

六：新增節點

6.1 節點新增

根節點等於null不就是說沒有節點麼，這是開張第一位客官，直接例項化節點Entry後將其賦值給root屬性即可。compare()方法上面講過，其實在這裡的目的就是判斷你是不是既沒傳Comparator比較器，儲存元素又沒有實現Comparable介面，真這樣就報錯的咯

cpr不等於空就是說你傳了比較器，do while操作嘛，反正這個過程你要麼找到一樣的key取而代之返回，要麼你就老老實實找到最後一個葉子結點當爹

沒傳比較器的時候compara()方法會有一次強轉，長痛不如短痛。key值為null直接給你幹一個異常就OK結束即可。如果不是null就還是老規矩，do while迴圈操作嘛，與傳遞了Comparator比較器一致有兩種情況，看你是哪種騷操作

走到這裡的都是有了爹的孩子，這時候就是看看你比你爹大還是小。以右為大，青出於藍而勝於藍的靠右站，其餘的靠左涼快。cmp就是前面最後一次跳出迴圈的時候你和你爹較量的結果

6.2 紅黑樹調整

注意最後一個條件，一下所有情況的列舉都是建立在父節點為紅色節點的前提下進行的

前面講了紅黑樹節點的變更有可能就會破壞掉紅黑樹的約束，所以需要呼叫fixAfterInsertion()更改下節點顏色或者是調整下紅黑樹結構。就六種情況，劃分為兩類。第一類就是新插入節點的父節點是爺爺節點的右節點，第二種情況就是左節點。反正拗口，下面列舉左節點的情況，右節點就是相對的，把左右修改下就OK：

• if判斷爺爺節點的左節點是不是等於父親節點，這不就是說父親節點為爺爺節點的左節點麼
• 叔叔節點是紅色
  1 ) 將“父節點”設為黑色
  2 ) 將“叔叔節點”設為黑色
  3 ) 將“爺爺節點”設為“紅色”
  4 ) 將“爺爺節點”設為“當前節點”(紅色節點)
• 叔叔節點是黑色，且當前節點是其父節點的右孩子
  1 ) 將“父節點”作為“新的當前節點”
  2 ) 以“新的當前節點”為支點進行左旋
• 叔叔節點是黑色，且當前節點是其父節點的左孩子
  1 ) 將“父節點”設為“黑色”
  2 ) 將“爺爺節點”設為“紅色”
  3 ) 以“爺爺節點”為支點進行右旋

為了程式碼的完整性，下面粘貼出TreeMap處理右節點的邏輯，自己總結下就行了

七：NavigableMap

TreeMap繼承實現NaviableMap介面，該介面繼承自SortedMap。介面提供系列大小比較的API，返回值分為key與節點Entry

• lower： 返回小於給定key的最大key/Entry
• higher：返回大於給定key的最小key/Entry
• ceiling：返回等於給定值的key/Entry或大於給定值最小的key/value
• floor ： 返回等於給定值的key/Entry或小於給定值最大的key/value