Java中的Comparable和Comparator接口

更新時(shí)間：2022年09月06日 17:00:56 作者：XIN-XIANG榮

這篇文章主要介紹了Java中的Comparable和Comparator接口，文章圍繞主題展開詳細(xì)的內(nèi)容戒殺，具有一定的參考價(jià)值，需要的小伙伴可以參考一下

一. Comparable接口

1. Comparable簡(jiǎn)介

Comparable是排序接口。

若一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，就意味著該類支持排序。

實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的類的對(duì)象的列表或數(shù)組可以通過Collections.sort或Arrays.sort進(jìn)行自動(dòng)排序。

Comparable接口的源碼

public interface Comparable<T> {
        public int compareTo(T o);
}

2. 為什么要實(shí)現(xiàn)Comparable接口

一個(gè)類型實(shí)現(xiàn)了Compareable接口，表明了這個(gè)類具有了可排序的功能或者說標(biāo)準(zhǔn)，兩個(gè)對(duì)象通過Compareable接口中的compareTo方法的返回值來比較大小。

首先定義一個(gè)學(xué)生對(duì)象，再給定一個(gè)學(xué)生對(duì)象數(shù)組, 對(duì)這個(gè)對(duì)象數(shù)組中的元素進(jìn)行排序(按年齡升序)，我們知道操作數(shù)組的工具包Arrays中有一個(gè)現(xiàn)成的 sort 方法可以給數(shù)組元素進(jìn)行排序, 能否直接使用這個(gè)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));
    }
}

程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了類型轉(zhuǎn)換異常

此時(shí)去跳轉(zhuǎn)到異常提示的位置查看，可以發(fā)現(xiàn)源碼中是將數(shù)組元素強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為Comparable類型，再去調(diào)用其中的compareTo方法，而此時(shí)我們自定義類型Student與Comparable毫不相干，Student類中是沒有compareTo方法的。

再看一個(gè)例子，定義一個(gè)字符串?dāng)?shù)組將其排序后輸出

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));
    }
}

執(zhí)行發(fā)現(xiàn)可以完成排序

再去觀察String類的源碼，可以發(fā)現(xiàn)String類也實(shí)現(xiàn)了Comparable接口重寫了compareTo方法

此時(shí)就可以理解實(shí)現(xiàn)Comparable接口的原因

3. Comparable的實(shí)際應(yīng)用

理解了Comparable接口后再來實(shí)現(xiàn) 給對(duì)象數(shù)組排序

讓 Student 類實(shí)現(xiàn) Comparable 接口, 并實(shí)現(xiàn)其中的 compareTo 方法

在 sort 方法中會(huì)自動(dòng)調(diào)用 compareTo 方法， compareTo 的參數(shù)是 Object , 其實(shí)傳入的就是 Student 類型的對(duì)象.

然后比較當(dāng)前對(duì)象和參數(shù)對(duì)象的大小關(guān)系(按年齡來算). 如果當(dāng)前對(duì)象應(yīng)排在參數(shù)對(duì)象之前, 返回大于 0 的數(shù)字; 如果當(dāng)前對(duì)象應(yīng)排在參數(shù)對(duì)象之后, 返回小于于 0 的數(shù)字; 如果當(dāng)前對(duì)象和參數(shù)對(duì)象不分先后, 返回 0; 再次執(zhí)行程序, 結(jié)果就符合預(yù)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));
    }
}

執(zhí)行結(jié)果：

注意事項(xiàng):

對(duì)于 sort 方法來說, 需要傳入的數(shù)組的每個(gè)對(duì)象都是 “可比較” 的, 需要具備 compareTo 這樣的能力. 通過重寫 compareTo 方法的方式, 就可以定義比較規(guī)則.

這里自己實(shí)現(xiàn)一個(gè) sort 方法來完成排序過程(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簡(jiǎn)介

Comparator是比較接口，我們?nèi)绻枰刂颇硞€(gè)類的次序，而該類本身不支持排序(即沒有實(shí)現(xiàn)Comparable接口)，那么我們就可以建立一個(gè)“該類的比較器”來進(jìn)行排序，這個(gè)“比較器”只需要實(shí)現(xiàn)Comparator接口即可。也就是說，我們可以通過實(shí)現(xiàn)Comparator來新建一個(gè)比較器，然后通過這個(gè)比較器對(duì)類進(jìn)行排序。

Comparator接口源碼：

public interface Comparator<T> {
    int compare(T o1, T o2);
    boolean equals(Object obj);
}

可以看到Comparator接口中包含兩個(gè)抽象抽象方法，分別是為compare, equals，但類實(shí)現(xiàn)此接口時(shí)，只需要實(shí)現(xiàn)的接口只有compare方法即可；

Java中類都繼承于Object類，而Object類默認(rèn)實(shí)現(xiàn)了equals方法，所以類實(shí)現(xiàn)Comparator接口，實(shí)現(xiàn)類中不需要必須去實(shí)現(xiàn)equals方法，可以理解為雖然我們沒有去實(shí)現(xiàn)，但實(shí)現(xiàn)類繼承于Object類，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)類中已經(jīng)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)了equals方法

2. Comparator接口的實(shí)際運(yùn)用

Arrays.sort()中有下面給出的重載，可以用來排序自定義類型

Arrays.sort(T[] a, Comparator<? super T> c);

此時(shí)的sort方法中的第二個(gè)參數(shù)我們傳入一個(gè)實(shí)現(xiàn)了java.util.Comparator接口的實(shí)例，所以在排序自定義類型時(shí)可以定義一個(gè)比較器去實(shí)現(xiàn)

下面分別以以對(duì)象的name和age屬性定義倆個(gè)比較器，分別以這兩個(gè)比較器去實(shí)現(xiàn)排序

在以name進(jìn)行比較時(shí)，實(shí)際上是以字符串進(jìn)行比較，String類實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，所以可以直接調(diào)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("以年齡進(jìn)行排序");
        Arrays.sort(stu, new AgeComparator());
        System.out.println(Arrays.toString(stu));

        System.out.println("再以姓名進(jìn)行排序");
        Arrays.sort(stu, new NameComparator());
        System.out.println(Arrays.toString(stu));
    }
}

執(zhí)行結(jié)果：

下面的代碼是使用比較器比較對(duì)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");
        }
    }

執(zhí)行結(jié)果：

三. Comparable和Comparator的比較

Comparable是排序接口，若一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，就意味著“該類支持排序”；而Comparator是比較器，我們?nèi)粜枰刂颇硞€(gè)類的次序，可以建立一個(gè)“該類的比較器”來進(jìn)行排序。

Comparable相當(dāng)于“內(nèi)部比較器”，而Comparator相當(dāng)于“外部比較器”。

Comparable 對(duì)類的侵入性非常強(qiáng)， 一但投入使用便不方便再做修改，用起來比較簡(jiǎn)單，只要實(shí)現(xiàn)Comparable 接口的對(duì)象直接就成為一個(gè)可以比較的對(duì)象，需要重寫comparTo方法，所以如果想要更換比較方式，就需要對(duì)comparTo “大動(dòng)干戈”。

Comparator 對(duì)類的侵入性比較弱， 使用起來非常靈活，用Comparator實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較器，當(dāng)某個(gè)自定義的對(duì)象需要作比較的時(shí)候，把比較器和對(duì)象一起傳遞過去就可以比大小了，使用Comparator比較，如果想要更換比較方式，只需要在原來的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)比較器即可。

到此這篇關(guān)于Java中的Comparable和Comparator接口的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Comparable 內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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