关于 TreeSet 的调试挑战

Question

所以这将是我的问题，但实际上我在写它的时候就发现了问题。也许这对其他人有用（如果问题重复或被认为不适合本网站，我将删除该问题）。我知道我的问题有两种可能的解决方案，但也许有人会想出一个比我想象的更好的解决方案。

我不明白为什么TreeSet 没有在这里删除第一个元素。我的TreeSet 的大小应该保持有界，但似乎会无限增长。

这是我认为相关的代码：

此代码位于双 for 循环内。 NUM_GROUPs 是一个 static final int，它被设置为 100。 newGroups 是一个 TreeSet<TeamGroup> 对象，在双 for 循环之前初始化（没有元素）（变量 group 和 team 来自两个 for-each 循环）。

final TeamGroup newGroup = new TeamGroup(group, team);
newGroups.add(newGroup);
System.err.println("size of newGroups: " + newGroups.size());
if (newGroups.size() > NUM_GROUPS) {
    System.err.println("removing first from newGroups");
    newGroups.remove(newGroups.first());
    System.err.println("new size of newGroups: "
        + newGroups.size());
}

我包含了我的调试语句，以表明问题确实出现了。我得到以下类型的输出：

size of newGroups: 44011
removing first from newGroups
new size of newGroups: 44011

您会看到，虽然if 语句显然已输入，但TreeSet<TeamGroup> teamGroups 的大小并没有减少。在我看来，发生这种情况的唯一方法是，如果 remove 调用没有删除任何内容 - 但它如何不从对 first() 的调用中删除一些内容？ 肯定是TreeSet中的一个元素？

这是我的TeamGroup 类中的compareTo 方法（score 是一个int，对于许多不同的TeamGroup 对象可能是相同的，因此我使用R_ID 字段作为决胜局）：

public int compareTo(TeamGroup o) {
    // sorts low to high so that when you pop off of the TreeSet object, the
    // lowest value gets popped off (and keeps the highest values).
    if (o.score == this.score)
        return this.R_ID - o.R_ID;
    return this.score - o.score;
}

这是我的TeamGroup 类的equals 方法：

@Override
public boolean equals(final Object o) {
    return this.R_ID == ((TeamGroup) o).R_ID;
}

...我不担心这里的ClassCastException，因为这与我的上述问题特别相关，我从不尝试将TeamGroup 对象与另一个TeamGroup 对象进行比较——这是绝对不是问题（至少不是ClassCastException问题）。

R_ID 应该是唯一的，我通过以下方式保证这一点：

private static final double WIDTH = (double) Integer.MAX_VALUE
        - (double) Integer.MIN_VALUE;
private static final Map<Integer, Integer> MAPPED_IDS = 
    new HashMap<Integer, Integer>(50000);
...
public final int R_ID = TeamGroup.getNewID();
...
private static int getNewID() {
    int randID = randID();
    while (MAPPED_IDS.get(randID) != null) {
        randID = randID();
    }

    MAPPED_IDS.put(randID, randID);

    return randID;
}

private static int randID() {
    return (int) (Integer.MIN_VALUE + Math.random() * WIDTH);
}

Answer 1

问题出在这里：

        return this.R_ID - o.R_ID;

应该是：

        return Integer.compare(this.R_ID, o.R_ID);

如果两个值都保证为非负数，则取两个 int 或 Integer 值的差值是可行的。但是，在您的示例中，您在整个int / Integer 范围内使用 ID 值，这意味着减法可能导致溢出......以及compareTo 的错误结果。

不正确的实现会导致compareTo 方法不是自反的；即整数I1、I2 和I3，其中compareTo 方法表示I1 < I2 和I2 < I3，还有I3 < I1。当您将其插入TreeSet 时，元素会被插入到错误位置的树中，并且会发生奇怪的行为。究竟发生了什么很难预测 - 这将取决于插入的对象，以及它们插入的顺序。

TreeSet.first() 肯定会返回一个属于集合的对象，对吧？

大概……

那为什么不能移除这个对象呢？

可能是因为它找不到它……因为 compareTo 坏了。

要了解到底发生了什么，您需要单步执行 TreeSet 代码等。