Java中的Comparable和Comparator接口
一. Comparable接口
1. Comparable简介
Comparable是排序接口。
若一个类实现了Comparable接口，就意味着该类支持排序。
实现了Comparable接口的类的对象的列表或数组可以通过Collections.sort或Arrays.sort进行自动排序。
Comparable接口的源码
public interface Comparable<T> {
public int compareTo(T o);
}2. 为什么要实现Comparable接口
一个类型实现了Compareable接口，表明了这个类具有了可排序的功能或者说标准，两个对象通过Compareable接口中的compareTo方法的返回值来比较大小。
首先定义一个学生对象， 再给定一个学生对象数组, 对这个对象数组中的元素进行排序(按年龄升序)， 我们知道操作数组的工具包Arrays中有一个现成的 sort 方法可以给数组元素进行排序, 能否直接使用这个方法呢?
class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student[] stu = {
new Student("zhansan",18),
new Student("lisi", 20),
new Student("zhaoliu",15)
};
Arrays.sort(stu);
System.out.println(Arrays.toString(stu));
}
}程序运行时出现了类型转换异常
此时去跳转到异常提示的位置查看，可以发现源码中是将数组元素强制转换为Comparable类型，再去调用其中的compareTo方法，而此时我们自定义类型Student与Comparable毫不相干，Student类中是没有compareTo方法的。
再看一个例子，定义一个字符串数组将其排序后输出
import java.util.Arrays;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String[] str = {"xin","abc","rong","def"};
Arrays.sort(str);
System.out.println(Arrays.toString(str));
}
}执行发现可以完成排序
再去观察String类的源码，可以发现String类也实现了Comparable接口重写了compareTo方法
此时就可以理解实现Comparable接口的原因
3. Comparable的实际应用
理解了Comparable接口后再来实现 给对象数组排序
让 Student 类实现 Comparable 接口, 并实现其中的 compareTo 方法
在 sort 方法中会自动调用 compareTo 方法， compareTo 的参数是 Object , 其实传入的就是 Student 类型的对象.
然后比较当前对象和参数对象的大小关系(按年龄来算). 如果当前对象应排在参数对象之前, 返回大于 0 的数字; 如果当前对象应排在参数对象之后, 返回小于于 0 的数字; 如果当前对象和参数对象不分先后, 返回 0; 再次执行程序, 结果就符合预期了.
import java.util.Arrays;
class Student implements Comparable<Student>{
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
if (this.age == o.age){
return 0;
}else if (this.age < o.age){
return -1;
}else {
return 1;
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student[] stu = {
new Student("zhansan",18),
new Student("lisi", 20),
new Student("zhaoliu",15)
};
Arrays.sort(stu);
System.out.println(Arrays.toString(stu));
}
}执行结果：
注意事项:
对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 “可比较” 的, 需要具备 compareTo 这样的能力. 通 过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则.
这里自己实现一个 sort 方法来完成排序过程(使用冒泡排序）
public static void bubbleSort(Comparable[] array) {
for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j].compareTo(array[j+1]) > 0) {
Comparable tmp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = tmp;
}
}
}
}二. Comparator接口
1. Comparator简介
Comparator是比较接口，我们如果需要控制某个类的次序，而该类本身不支持排序(即没有实现Comparable接口)，那么我们就可以建立一个“该类的比较器”来进行排序，这个“比较器”只需要实现Comparator接口即可。也就是说，我们可以通过实现Comparator来新建一个比较器，然后通过这个比较器对类进行排序。
Comparator接口源码：
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
boolean equals(Object obj);
}可以看到Comparator接口中包含两个抽象抽象方法，分别是为compare, equals，但类实现此接口时，只需要实现的接口只有compare方法即可；
Java中类都继承于Object类，而Object类默认实现了equals方法，所以类实现Comparator接口，实现类中不需要必须去实现equals方法，可以理解为虽然我们没有去实现，但实现类继承于Object类，相当于实现类中已经默认实现了equals方法
2. Comparator接口的实际运用
Arrays.sort()中有下面给出的重载，可以用来排序自定义类型
Arrays.sort(T[] a, Comparator<? super T> c);
此时的sort方法中的第二个参数我们传入一个实现了java.util.Comparator接口的实例，所以在排序自定义类型时可以定义一个比较器去实现
下面分别以以对象的name和age属性定义俩个比较器，分别以这两个比较器去实现排序
在以name进行比较时，实际上是以字符串进行比较，String类实现了Comparable接口，所以可以直接调用comparTo方法。
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
class AgeComparator implements Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.getAge() - o2.getAge();
}
}
class NameComparator implements Comparator<Student> {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.getName().compareTo(o2.getName());
}
}
class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student[] stu = {
new Student("ghi",18),
new Student("def", 15),
new Student("abc",20)
};
System.out.println("以年龄进行排序");
Arrays.sort(stu, new AgeComparator());
System.out.println(Arrays.toString(stu));
System.out.println("再以姓名进行排序");
Arrays.sort(stu, new NameComparator());
System.out.println(Arrays.toString(stu));
}
}执行结果：
下面的代码是使用比较器比较对象
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("xin",10);
Student student2 = new Student("rong",40);
AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();
if(ageComparator.compare(student1,student2) > 0) {
System.out.println("student1 > student2");
}else if(ageComparator.compare(student1,student2) == 0){
System.out.println("student1 = student2");
}else{
System.out.println("student1 < student2");
}
}执行结果：
三. Comparable和Comparator的比较
Comparable是排序接口，若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”；而Comparator是比较器，我们若需要控制某个类的次序，可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。
Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。
Comparable 对类的侵入性非常强， 一但投入使用便不方便再做修改，用起来比较简单，只要实现Comparable 接口的对象直接就成为一个可以比较的对象，需要重写comparTo方法，所以如果想要更换比较方式，就需要对comparTo “大动干戈”。
Comparator 对类的侵入性比较弱， 使用起来非常灵活，用Comparator实现一个比较器， 当某个自定义的对象需要作比较的时候，把比较器和对象一起传递过去就可以比大小了， 使用Comparator比较，如果想要更换比较方式，只需要在原来的基础上再增加一个比较器即可。
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