Java中的Comparable和Comparator接口
一. Comparable接口
1. Comparable簡介
Comparable是排序接口。
若一個類實現(xiàn)了Comparable接口,就意味著該類支持排序。
實現(xiàn)了Comparable接口的類的對象的列表或數(shù)組可以通過Collections.sort或Arrays.sort進行自動排序。
Comparable接口的源碼
public interface Comparable<T> { public int compareTo(T o); }
2. 為什么要實現(xiàn)Comparable接口
一個類型實現(xiàn)了Compareable接口,表明了這個類具有了可排序的功能或者說標準,兩個對象通過Compareable接口中的compareTo方法的返回值來比較大小。
首先定義一個學生對象, 再給定一個學生對象數(shù)組, 對這個對象數(shù)組中的元素進行排序(按年齡升序), 我們知道操作數(shù)組的工具包Arrays中有一個現(xiàn)成的 sort 方法可以給數(shù)組元素進行排序, 能否直接使用這個方法呢?
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)); } }
程序運行時出現(xiàn)了類型轉(zhuǎn)換異常
此時去跳轉(zhuǎn)到異常提示的位置查看,可以發(fā)現(xiàn)源碼中是將數(shù)組元素強制轉(zhuǎn)換為Comparable類型,再去調(diào)用其中的compareTo方法,而此時我們自定義類型Student與Comparable毫不相干,Student類中是沒有compareTo方法的。
再看一個例子,定義一個字符串數(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類也實現(xiàn)了Comparable接口重寫了compareTo方法
此時就可以理解實現(xiàn)Comparable接口的原因
3. Comparable的實際應用
理解了Comparable接口后再來實現(xiàn) 給對象數(shù)組排序
讓 Student 類實現(xiàn) Comparable 接口, 并實現(xiàn)其中的 compareTo 方法
在 sort 方法中會自動調(diào)用 compareTo 方法, compareTo 的參數(shù)是 Object , 其實傳入的就是 Student 類型的對象.
然后比較當前對象和參數(shù)對象的大小關(guān)系(按年齡來算). 如果當前對象應排在參數(shù)對象之前, 返回大于 0 的數(shù)字; 如果當前對象應排在參數(shù)對象之后, 返回小于于 0 的數(shù)字; 如果當前對象和參數(shù)對象不分先后, 返回 0; 再次執(zhí)行程序, 結(jié)果就符合預期了.
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:
對于 sort 方法來說, 需要傳入的數(shù)組的每個對象都是 “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.
這里自己實現(xiàn)一個 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簡介
Comparator是比較接口,我們?nèi)绻枰刂颇硞€類的次序,而該類本身不支持排序(即沒有實現(xiàn)Comparable接口),那么我們就可以建立一個“該類的比較器”來進行排序,這個“比較器”只需要實現(xiàn)Comparator接口即可。也就是說,我們可以通過實現(xiàn)Comparator來新建一個比較器,然后通過這個比較器對類進行排序。
Comparator接口源碼:
public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2); boolean equals(Object obj); }
可以看到Comparator接口中包含兩個抽象抽象方法,分別是為compare, equals,但類實現(xiàn)此接口時,只需要實現(xiàn)的接口只有compare方法即可;
Java中類都繼承于Object類,而Object類默認實現(xiàn)了equals方法,所以類實現(xiàn)Comparator接口,實現(xiàn)類中不需要必須去實現(xiàn)equals方法,可以理解為雖然我們沒有去實現(xiàn),但實現(xiàn)類繼承于Object類,相當于實現(xiàn)類中已經(jīng)默認實現(xiàn)了equals方法
2. Comparator接口的實際運用
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);
此時的sort方法中的第二個參數(shù)我們傳入一個實現(xiàn)了java.util.Comparator接口的實例,所以在排序自定義類型時可以定義一個比較器去實現(xiàn)
下面分別以以對象的name和age屬性定義倆個比較器,分別以這兩個比較器去實現(xiàn)排序
在以name進行比較時,實際上是以字符串進行比較,String類實現(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("以年齡進行排序"); Arrays.sort(stu, new AgeComparator()); System.out.println(Arrays.toString(stu)); System.out.println("再以姓名進行排序"); 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,若一個類實現(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€類的次序,可以建立一個“該類的比較器”來進行排序。
Comparable相當于“內(nèi)部比較器”,而Comparator相當于“外部比較器”。
Comparable 對類的侵入性非常強, 一但投入使用便不方便再做修改,用起來比較簡單,只要實現(xiàn)Comparable 接口的對象直接就成為一個可以比較的對象,需要重寫comparTo方法,所以如果想要更換比較方式,就需要對comparTo “大動干戈”。
Comparator 對類的侵入性比較弱, 使用起來非常靈活,用Comparator實現(xiàn)一個比較器, 當某個自定義的對象需要作比較的時候,把比較器和對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)上再增加一個比較器即可。
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