TreeSet类也是一个有序的集合，TreeSet使用二叉树的原理对加入的元素按照升序或降序排序，该类对新添加的元素都会进行排序，将元素插入到二叉树指定的位置。
TreeSet在实现Set接口基础上，增加了一些用于集合的操作方法，增加的主要方法如下。
● E first ()
返回当前TreeSet集合的第一个元素，E指Element（元素的英文名称简写）。
● E last()
返回TreeSet集合的最后一个元素。
● SortedSet<E> headSet (E toElement)
返回一个新的已排序的TreeSet集合，该集合的元素小于toElement元素。
● SortedSet<E> subSet (E fromElement, E toElement)
返回一个新的已排序的集合，该集合元素范围从fromElement（包含）到toElement（不包含）。
● SortedSet<E> tailSet (E fromElement, E toElement)
返回一个新的已排序的集合，该集合中元素大于或等于fromElement。
● Comparator<? super E> comparator()
返回当前TreeSet集合的排序比较器，如果此集合使用其元素的自然排序，则返回null。
案例1：建立TreeSetTest测试类，添加String对象到TreeSet集合。
在set包下新建TreeSetTest测试类。代码如下：
package set;
import java.util.TreeSet;
/**
* @ClassName: TreeSetTest
* @Description: 集合框架（TreeSet类）案例1
* @author 编程训练营
* @date
*
*/
public class TreeSetTest {
/**
* @Title: main
* @Description: Java程序入口main方法
* @param args 参数
*
* @return void 返回类型 @throws
*/
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
set.add(9);
set.add(-2);
set.add(3);
set.add(10);
System.out.println(set);
// 输出集合中第一个元素
System.out.println("set.first() = " + set.first());
// 输出集合中最后一个元素
System.out.println("set.last() = " + set.last());
// 返回小于4的子集，不包含4
System.out.println("set.headSet() = " + set.headSet(4));
// 返回大于5的子集，包含5
System.out.println("set.tailSet() = " + set.tailSet(5));
// 返回大于等于-3，小于4的子集
System.out.println("set.subSet() = " + set.subSet(-3, 4));
}
}与HashSet集合采用通过hash算法来决定元素的存储位置不同，TreeSet采用二叉树的数据结构来存储集合元素。
程序执行结果如下图所示：
从输出结果可以看出，TreeSet对加入元素默认按照升序进行排序。
TreeSet的排序原理
TreeSet调用对象元素的compareTo方法来比较元素之间的大小关系，然后将元素按升序或降序排列，因此待加入的元素必须实现compareTo方法，并通过compareTo方法比较两个元素内容的大小。
待加入的元素如何实现compareTo方法呢？Java提供了一个Comparable接口，该接口定义了一个compareTo(Object o)方法，用于比较两个元素的大小，并返回一个整数值。需要加入TreeSet集合的元素必须要实现该接口，该接口的实现代码用于比较当前元素与传入元素的大小进行比较，并返回结果。因此实现该接口类的对象就可以比较大小。当一个对象调用该方法与另一个对象进行比较时，该方法就可以返回比较结果。例如：tempObj1.compareTo(obj2)，如果该方法返回0，则代表这两个对象相等；如果该方法返回1，则表明tempObj1大于obj2；如果该方法返回-1，则表明tempObj1小于obj2。
需要加入TreeSet集合的元素必须实现Comparable接口，如果试图把没有实现Comparable接口的类对象加入TreeSet时，程序就会抛出异常。
案例2：建立MyNumber 类，MyNumber没有实现Comparable接口，将MyNumber对象加入TreeSet集合。
在set包下新建MyNumber类。代码如下：
package set;
/**
* @ClassName: MyNumber
* @Description: 集合框架（TreeSet类）案例2
* @author 编程训练营
* @date
*
*/
public class MyNumber {
public int num;
public MyNumber(int innum) {
num = innum;
}
public void OutNum() {
System.out.println("序号：" + num);
}
}MyNumber为自定义的序号类，该类没有实现Comparable接口。
在set包下新建TreeSetTest1类，添加MyNumber对象到TreeSet集合。代码如下：
package set;
import java.util.TreeSet;
/**
* @ClassName: TreeSetTest1
* @Description: 集合框架（TreeSet类）案例2
* @author 编程训练营
* @date
*
*/
public class TreeSetTest1 {
/**
* @Title: main
* @Description: Java程序入口main方法
* @param @param args 参数
*
* @return void 返回类型 @throws
*/
public static void main(String[] args) {
TreeSet<MyNumber> set = new TreeSet<MyNumber>();
set.add(new MyNumber(12));
set.add(new MyNumber(8));
set.add(new MyNumber(19));
}
}程序在TreeSetTest1类的main方法中声明了TreeSet集合，并添加MyNumber对象。运行上述代码后，程序抛出错误，如下图所示：
从输出结果可以看出，程序抛出“Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: treesetnum.MyNumber cannot be cast to java.lang.Comparable”异常，意思是MyNumber类没有实现Comparable接口，导致进行元素比较时发生错误。
在上面的案例代码中，TreeSet集合添加了三个MyNumber对象，添加第一个对象时，TreeSet里没有任何元素，所以不会出现任何问题，当添加第二个MyNumber对象时，TreeSet就会调用该对象的compareTo(Object obj)方法与集合中的其他元素进行比较，如果其对应的类没有实现Comparable 接口，则会引发ClassCastException异常。
案例3：建立MyNumber1 类，实现Comparable接口，将MyNumber1对象加入TreeSet集合。
在set包下新建MyNumber1类。代码如下：
package set;
/**
* @ClassName: MyNumber1
* @Description: 集合框架（TreeSet类）案例2
* @author 编程训练营
* @date
*
*/
public class MyNumber1 implements Comparable{
public int num;
public MyNumber1(int innum) {
num = innum;
}
public void OutNum() {
System.out.println("序号：" + num);
}
@Override
public int compareTo(Object obj) {
// TODO Auto-generated method stub
MyNumber1 inMyNumner = (MyNumber1) obj;
// 大于返回1
if (this.num > inMyNumner.getNum())
return 1;
// 小于返回-1
if (this.num < inMyNumner.getNum())
return -1;
// 相等返回0
return 0;
}
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
}MyNumber1类实现了Comparable接口，在compareTo()方法内对传入的MyNumber1和当前对象的num值进行了比较。如果当前num大于传入的num，该方法返回1；如果当前num小于传入的num，该方法返回-1；若相等则返回0。
在set包下新建TreeSetTest2类，添加MyNumber1对象到TreeSet集合。代码如下：
package set;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
* @ClassName: TreeSetTest2
* @Description: 集合框架（TreeSet类）案例3
* @author 编程训练营
* @date
*
*/
public class TreeSetTest2 {
/**
* @Title: main
* @Description: Java程序入口main方法
* @param @param args 参数
*
* @return void 返回类型 @throws
*/
public static void main(String[] args) {
TreeSet<MyNumber1> set = new TreeSet<MyNumber1>();
set.add(new MyNumber1(12));
set.add(new MyNumber1(8));
set.add(new MyNumber1(19));
// 输出集合元素
Iterator<MyNumber1> iteror = set.iterator();
while (iteror.hasNext()) {
MyNumber1 temp = iteror.next();
temp.OutNum();
}
}
}程序执行结果如下图所示：
从图中可以看出，修改后的代码可以正常地加入元素，并能对加入的元素进行正确排序。
在实际编程中，需要注意的是放入TreeSet集合中的元素必须是可“排序”的，对加入的元素（自定义类），若要实现compareTo方法，必须实现Comparable接口。在Java SDK中，已经有一些实现了Comparable接口的类，其中包括String字符串类，还包括Float、Interger、Long、Short、Double等数字类。