Java（十二）——Comparable接口与Comparator接口

四角小裤儿儿2024-06-06 22:46

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Comparable与Comparator接口

我们可能会遇到这样的问题：怎么对一个对象数组进行排序？ 比如对一个狗类对象数组进行排序，而想到这，我们又会有一个问题：怎么比较两个对象？如果我想自定义标准，怎么办？

与基本类型的比较并排序不同，对象数组没有一个统一的标准来进行比较来排序，此时就可以基于Comparable接口实现或者基于比较器实现（Comparator接口）

  1. 自然排序：基于Comparable接口
  2. 定制排序：基于Comparator接口

本文均以自定义的Person类为例：

java 复制代码 
public class Person {
    private String name;
    private int age;


    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

}

Comparable接口

使用了Comparable接口，意味着此类可排序，使用方法是：在想要实现比较的类中实现Comparable接口并重写compareTo()方法

我们先观察一下Comparable接口的源码：

我们发现，Comparable接口中只有一个CompareTo方法

观察完毕后，我们看如下实现代码：

java 复制代码 
//Person.java
//实现Comparable接口
public class Person implements Comparable<Person> {
    private String name;
    private int age;


    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    //重写compareTo方法，这里按照name（字符串）比较
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        if(this.name.compareTo(o.name) > 0) {
            return 1;
        }else if(this.name.compareTo(o.name) < 0) {
            return -1;
        }else {
            return 0;
        }
    }
}


//Test.java
import java.util.Arrays;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] people = new Person[]{new Person("zhangsan", 23), new Person("lisi", 15),
                                       new Person("wangwu", 42)};

        //实现了Comparable接口后，可以通过Arrays类中的排序方法给对象数组排序了
        Arrays.sort(people);
        for(Person p : people) {
            System.out.println(p);
        }
    }
}

打印结果如下：

  • Comparable接口后面的<>是泛型知识，传入要比较的类即可

  • 实现Comparable接口必须重写CompareTo方法，方法要求返回int类型的值，一般内部实现的逻辑：

    调用方法的对象 > 作为参数的对象，返回正数；调用方法的对象 < 作为参数的对象，返回负数；调用方法的对象 == 作为参数的对象，返回0

  • 一个类实现了Comparable接口，那么就可以调用Arrays类中的sort方法对存放此类对象的数组进行排序

  • 一个实现了Comparable接口的类只能重写一个compareTo方法，这也意味着标准被固定

Comparator接口

前面提到，基于Comparable接口实现比较的标准固定，且不便在原代码修改，这种情况下，我们可以通过Comparator接口（比较器）实现，方法是：定义一个或多个比较器类，实现Comparator接口，并重写Compare方法

我们先观察一下Comparator接口的一部分源码：

这部分源码显示，Comparator接口中包含compare和equals方法，实现了Comparator接口的类可以不重写equals方法，但是一定要重写compare方法

观察完毕后，我们看如下实现代码：

java 复制代码 
//Person.java
public class Person {
    private String name;
    private int age;


    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

}

//AgeComparator.java
//以年龄比较的比较器
import java.util.Comparator;

public class AgeComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        return o1.getAge() - o2.getAge();
    }
}

//NameComparator.java
//以名字比较的比较器
import java.util.Comparator;

public class NameComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        return o1.getName().compareTo(o2.getName());
    }
}

//Test.java
import java.util.Arrays;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] people = new Person[]{new Person("zhangsan", 23), new Person("lisi", 15),
                                       new Person("wangwu", 42)};
        
        //使用时，必须实例化比较器对象
        AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();
        NameComparator nameComparator = new NameComparator();

        //正常使用
        System.out.println(ageComparator.compare(new Person("张三", 16), new Person("李四", 10)));

        //与Arrays类中的sort方法配合使用
        Arrays.sort(people, ageComparator);
        for(Person p : people) {
            System.out.println(p);
        }
    }
}

打印结果如下：

  • 要比较的对象的类不需要实现Comparator接口，比较器需要实现Comparator接口，并在<>内给出要比较的类，并重写compare方法
  • 重写的compare方法有两个参数，分别是要比较的两个对象，重写的compare方法要求：返回值的正负以及零，表示不同的比较结果。例如，左参数对象大于右参数对象，返回正值；左参数对象小于右参数对象，返回负值；左右参数对象相等，返回0
  • 使用时，必须实例化比较器类对象。可以选择直接调用其中的compare方法比较单一对象，也可以配合Arrays类中的sort方法对对象数组进行排序，此时sort方法需要两个参数：1. 对象数组 2. 比较器对象
  • 比较器可以创建若干个，意味着我们可以定义多个标准，相对灵活一些

区别：

  1. Comparable 相当于 "内部比较器"，Comparator相当于 "外部比较器"
  2. 对于基于Comparable的比较，需要手动实现接口，侵入性比较强，但一旦实现，每次调用该类都有顺序，属于内部顺序
  3. 对于基于Comparator的比较，需要实现一个比较器对象，对待比较类的侵入性弱，但对算法代码实现侵入性强
    侵入性：让用户代码产生对框架的依赖，这些代码不能直接脱离框架使用，不利于代码的复用

关于对象的比较，数据结构部分会经常用到

我们的SE部分的补充知识到此结束了，小裤马上会发一篇SE语法合集

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