使用显式Comparator构造TreeSet时lower()方法返回结果不符合预期

你自定义的Comparator违反了Java Comparator 接口的强制规范，导致TreeSet内部红黑树结构紊乱，最终查询结果错误：

• Comparator 接口明确要求compare(a, b)必须满足两个规则：
  • a大于b时返回正整数，a小于b时返回负整数，a等于b时返回0
  • compare(a, b)和compare(b, a)的符号必须相反，除非两者返回0
• 你写的比较逻辑在a等于b时会返回1，完全不满足上述要求，这就导致TreeSet在插入、排序元素时逻辑混乱，调用lower()查询时自然返回错误结果。你遇到的返回值等于参数的问题，就是比较逻辑不符合规范的典型表现。

分两种场景处理：

场景1：不需要存储重复元素 #

直接补全相等判断即可，修复后的比较器完全符合规范，lower()方法会正常返回预期的9：

TreeSet<Integer> tree = new TreeSet<Integer>(new Comparator<Integer>(){
    @Override
    public int compare(Integer a, Integer b){
        return Integer.compare(a, b);
        // 也可以手动写分支：a > b返回1，a < b返回-1，相等返回0
    }
});

场景2：确实需要存储值重复的元素 #

TreeSet本身是去重集合，原生不支持存储重复元素。如果需要强行存入值相等、逻辑上视为不同的元素，需要新增额外的区分维度，避免比较器在值相等时返回0，同时保证比较逻辑符合规范：
比如封装自定义元素，加入插入序号作为次要排序键：

import java.util.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

// 自定义可存重复值的元素类
class RepeatableElement {
    private final int value;
    private final long seq; // 插入序号，相同值的元素序号不同

    public RepeatableElement(int value, long seq) {
        this.value = value;
        this.seq = seq;
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 原子序号生成器，保证每个元素序号唯一
        AtomicLong seqGenerator = new AtomicLong(0);
        TreeSet<RepeatableElement> tree = new TreeSet<>((a, b) -> {
            int valCmp = Integer.compare(a.value, b.value);
            if (valCmp != 0) {
                return valCmp;
            }
            // 值相等时用序号比较，永远不返回0，即可存入重复值
            return Long.compare(a.seq, b.seq);
        });

        // 插入元素时传入自动生成的序号
        tree.add(new RepeatableElement(9, seqGenerator.getAndIncrement()));
        tree.add(new RepeatableElement(5, seqGenerator.getAndIncrement()));
        tree.add(new RepeatableElement(8, seqGenerator.getAndIncrement()));
        tree.add(new RepeatableElement(1, seqGenerator.getAndIncrement()));
        tree.add(new RepeatableElement(11, seqGenerator.getAndIncrement()));
        tree.add(new RepeatableElement(3, seqGenerator.getAndIncrement()));
        // 查询时构造临时元素传参即可
        System.out.println(tree.lower(new RepeatableElement(11, Long.MAX_VALUE)).getValue());
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ram gopal