TreeMap能自动按键排序因其基于红黑树实现，支持自然序或自定义Comparator排序，适用于需有序键的场景。
Java 中的 TreeMap 能够自动按键排序，这是因为它底层基于红黑树（Red-Black Tree）实现。TreeMap 会根据键的自然顺序（natural ordering），或者构造时传入的 Comparator 进行排序，保证键值对始终有序。
TreeMap 的排序机制
TreeMap 默认按键的字典序或数值大小升序排列。如果键是字符串，按字母顺序排；如果是整数，按数值从小到大排。
若键是自定义对象，必须实现 Comparable 接口，或在创建 TreeMap 时提供 Comparator，否则运行时会抛出 ClassCastException。
示例代码：
使用自然排序：
TreeMap
map.put(3, "Three");
map.put(1, "One");
map.put(2, "Two");
System.out.println(map); // 输出：{1=One, 2=Two, 3=Three}
自定义排序规则：
TreeMap
map.put("apple", 1);
map.put("banana", 2);
map.put("cherry", 3);
System.out.println(map); // 按键逆序输出：{cherry=3, banana=2, apple=1}
TreeMap 的底层结构：红黑树
TreeMap 底层是一个自平衡的二叉查找树——红黑树。这种结构确保插入、删除、查找操作的时间复杂度稳定在 O(log n)。
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红黑树通过以下规则维持平衡：
- 节点是红色或黑色
- 根节点是黑色
- 每个叶子节点（null）是黑色
- 红色节点的子节点必须是黑色
- 从任一节点到其每个叶子的所有路径包含相同数目的黑色节点
这些约束让树的高度保持接近 log(n)，从而保障操作效率。
TreeMap 与 HashMap 的区别
HashMap 不保证顺序，性能更高，适合不需要排序的场景；TreeMap 虽然慢一些，但提供了有序遍历能力。
常见用途包括：
- 需要按键有序输出的场景，如排行榜、时间轴
- 范围查询，比如找出键在 [a, b] 区间内的所有条目
- 获取最大/最小键值对，firstEntry() 和 lastEntry() 基本上就这些。TreeMap 的排序能力来自红黑树的结构特性，理解它的实现原理有助于合理选择集合类型。
