Dominando Java NavigableMap: Recursos, Métodos e Implementação TreeMap

Interface NavigableMap do Java

Este tutorial explica a interface NavigableMap do Java, seus métodos principais e como usá-la com TreeMap.

A interface NavigableMap do framework de coleções do Java fornece capacidades de navegação através de entradas de mapa. É um SortedMap especializado, estendendo sua funcionalidade com métodos que permitem travessia bidirecional eficiente.

Classe que Implementa NavigableMap

Como NavigableMap é uma interface, você não pode instanciá-la diretamente. A implementação primária é a classe TreeMap, que oferece uma estrutura de árvore de busca binária auto-balanceada que mantém chaves em ordem classificada.

Como Usar NavigableMap

Primeiro, importe a interface:

import java.util.NavigableMap;
import java.util.TreeMap;

Então crie uma instância:

// Implementação NavigableMap pela classe TreeMap
NavigableMap<Chave, Valor> numeros = new TreeMap<>();

No código acima, numeros é um TreeMap que armazena pares chave-valor. Chave é o identificador único, e Valor são os dados associados.

Métodos Principais do NavigableMap

Todas as operações de SortedMap estão disponíveis, mas várias são sobrescritas para fornecer controle mais apertado. Métodos principais incluem:

headMap(chave, booleanoInclusivo)

Retorna uma visão da porção do mapa cujas chaves são estritamente menores que chave quando booleanoInclusivo é false (padrão). Se booleanoInclusivo for true, o mapa retornado inclui a entrada para chave.

tailMap(chave, booleanoInclusivo)

Retorna uma visão da porção do mapa cujas chaves são maiores ou iguais a chave quando booleanoInclusivo é true (padrão). Passar false exclui a entrada chave.

subMap(deChave, deInclusivo, ateChave, ateInclusivo)

Fornece uma visão entre deChave e ateChave. Os padrões são deInclusivo = true e ateInclusivo = false. Ajustar essas flags controla se as chaves de fronteira fazem parte do mapa resultante.

Métodos Adicionais de Navegação

• descendingMap() – inverte a ordem das entradas.
• descendingKeySet() – visão de chaves invertida.
• ceilingEntry(chave) – menor entrada com chave >= chave dada.
• ceilingKey(chave) – menor chave >= chave dada.
• floorEntry(chave) – maior entrada com chave <= chave dada.
• floorKey(chave) – maior chave <= chave dada.
• higherEntry(chave) – menor entrada com chave > chave dada.
• higherKey(chave) – menor chave > chave dada.
• lowerEntry(chave) – maior entrada com chave < chave dada.
• lowerKey(chave) – maior chave < chave dada.
• firstEntry() – entrada com a menor chave.
• lastEntry() – entrada com a maior chave.
• pollFirstEntry() – recupera e remove a primeira entrada.
• pollLastEntry() – recupera e remove a última entrada.

Para a especificação oficial, veja a documentação Java NavigableMap.

Exemplo de Implementação TreeMap

import java.util.NavigableMap;
import java.util.TreeMap;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Criando NavigableMap usando TreeMap
        NavigableMap<String, Integer> numeros = new TreeMap<>();
        // Inserir elementos no mapa
        numeros.put("Dois", 2);
        numeros.put("Um", 1);
        numeros.put("Três", 3);
        System.out.println("NavigableMap: " + numeros);
        // Acessar a primeira entrada do mapa
        System.out.println("Primeira Entrada: " + numeros.firstEntry());
        // Acessar a última entrada do mapa
        System.out.println("Última Entrada: " + numeros.lastEntry());
        // Remover a primeira entrada do mapa
        System.out.println("Primeira Entrada Removida: " + numeros.pollFirstEntry());
        // Remover a última entrada do mapa
        System.out.println("Última Entrada Removida: " + numeros.pollLastEntry());
    }
}

Saída

NavigableMap: {Um=1, Três=3, Dois=2} Primeira Entrada: Um=1 Última Entrada: Dois=2 Primeira Entrada Removida: Um=1 Última Entrada Removida: Dois=2

Saiba mais sobre TreeMap na documentação Java TreeMap.

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Com um sólido entendimento da interface NavigableMap e sua implementação TreeMap, você pode construir estruturas de dados eficientes e ordenadas para suas aplicações Java.