對(duì)比Java中的Comparable排序接口和Comparator比較器接口

更新時(shí)間：2016年05月25日 08:57:00 作者：kuiwu-wang

Comparable和Comparator接口都可用作普通意義上對(duì)象間的比大小,但兩個(gè)接口在實(shí)例化方面的用法不盡相同,接下來(lái)我們就來(lái)詳細(xì)對(duì)比Java中的Comparable排序接口和Comparator比較器接口

Comparable
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”。即然實(shí)現(xiàn)Comparable接口的類支持排序，假設(shè)現(xiàn)在存在“實(shí)現(xiàn)Comparable接口的類的對(duì)象的List列表(或數(shù)組)”，則該List列表(或數(shù)組)可以通過(guò) Collections.sort（或 Arrays.sort）進(jìn)行排序。
此外，“實(shí)現(xiàn)Comparable接口的類的對(duì)象”可以用作“有序映射(如TreeMap)”中的鍵或“有序集合(TreeSet)”中的元素，而不需要指定比較器。
Comparable 接口僅僅只包括一個(gè)函數(shù)，它的定義如下：

package java.lang;
import java.util.*;

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

說(shuō)明：假設(shè)我們通過(guò) x.compareTo(y) 來(lái)“比較x和y的大小”。若返回“負(fù)數(shù)”，意味著“x比y小”；返回“零”，意味著“x等于y”；返回“正數(shù)”，意味著“x大于y”。
Comparable 接口已經(jīng)泛型化了，所以實(shí)現(xiàn) Comparable 的對(duì)象聲明它可以與什么類型進(jìn)行比較。（通常，這是對(duì)象本身的類型，但是有時(shí)也可能是父類。）
public interface Comparable { public boolean compareTo(T other); }
所以 Comparable 接口包含一個(gè)類型參數(shù) T，該參數(shù)是一個(gè)實(shí)現(xiàn) Comparable 的類可以與之比較的對(duì)象的類型。這意味著如果定義一個(gè)實(shí)現(xiàn) Comparable 的類，比如 String，就必須不僅聲明類支持比較，還要聲明它可與什么比較（通常是與它本身比較）：
public class String implements Comparable { ... }
現(xiàn)在來(lái)考慮一個(gè)二元 max() 方法的實(shí)現(xiàn)。您想要接受兩個(gè)相同類型的參數(shù)，二者都是 Comparable，并且相互之間是 Comparable。幸運(yùn)的是，如果使用泛型方法和有限制類型參數(shù)的話，這相當(dāng)直觀：
public static > T max(T t1, T t2) { if (t1.compareTo(t2) > 0) return t1; else return t2; }
在本例中，您定義了一個(gè)泛型方法，在類型 T 上泛型化，您約束該類型擴(kuò)展（實(shí)現(xiàn)） Comparable。兩個(gè)參數(shù)都必須是 T 類型，這表示它們是相同類型，支持比較，并且相互可比較。容易！
更好的是，編譯器將使用類型推理來(lái)確定當(dāng)調(diào)用 max() 時(shí) T 的值表示什么意思。所以根本不用指定 T，下面的調(diào)用就能工作：

String s = max("moo", "bark");

編譯器將計(jì)算出 T 的預(yù)定值是 String，因此它將進(jìn)行編譯和類型檢查。但是如果您試圖用不實(shí)現(xiàn) Comparable 的類 X 的參數(shù)調(diào)用max()，那么編譯器將不允許這樣做。

Comparator
Comparator 是比較器接口。
我們?nèi)粜枰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，我們可以建立一個(gè)“該類的比較器”來(lái)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(shuō)，我們可以通過(guò)“實(shí)現(xiàn)Comparator類來(lái)新建一個(gè)比較器”，然后通過(guò)該比較器對(duì)類進(jìn)行排序。
Comparator 接口僅僅只包括兩個(gè)個(gè)函數(shù)，它的定義如下：

package java.util;

public interface Comparator<T> {

  int compare(T o1, T o2);

  boolean equals(Object obj);
}

說(shuō)明：
1.若一個(gè)類要實(shí)現(xiàn)Comparator接口：它一定要實(shí)現(xiàn)compareTo(T o1, T o2) 函數(shù)，但可以不實(shí)現(xiàn) equals(Object obj) 函數(shù)。
為什么可以不實(shí)現(xiàn) equals(Object obj) 函數(shù)呢？因?yàn)槿魏晤悾J(rèn)都是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了equals(Object obj)的。 Java中的一切類都是繼承于java.lang.Object，在Object.java中實(shí)現(xiàn)了equals(Object obj)函數(shù)；所以，其它所有的類也相當(dāng)于都實(shí)現(xiàn)了該函數(shù)。
2.int compare(T o1, T o2) 是“比較o1和o2的大小”。返回“負(fù)數(shù)”，意味著“o1比o2小”；返回“零”，意味著“o1等于o2”；返回“正數(shù)”，意味著“o1大于o2”。

Comparator 和 Comparable 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(lái)進(jìn)行排序。
我們不難發(fā)現(xiàn)：Comparable相當(dāng)于“內(nèi)部比較器”，而Comparator相當(dāng)于“外部比較器”。
我們通過(guò)一個(gè)測(cè)試程序來(lái)對(duì)這兩個(gè)接口進(jìn)行說(shuō)明。源碼如下：

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;

/**
 * @desc "Comparator"和“Comparable”的比較程序。
 *  (01) "Comparable"
 *  它是一個(gè)排序接口，只包含一個(gè)函數(shù)compareTo()。
 *  一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，就意味著“該類本身支持排序”，它可以直接通過(guò)Arrays.sort() 或 Collections.sort()進(jìn)行排序。
 *  (02) "Comparator"
 *  它是一個(gè)比較器接口，包括兩個(gè)函數(shù)：compare() 和 equals()。
 *  一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Comparator接口，那么它就是一個(gè)“比較器”。其它的類，可以根據(jù)該比較器去排序。
 *
 *  綜上所述：Comparable是內(nèi)部比較器，而Comparator是外部比較器。
 *  一個(gè)類本身實(shí)現(xiàn)了Comparable比較器，就意味著它本身支持排序；若它本身沒實(shí)現(xiàn)Comparable，也可以通過(guò)外部比較器Comparator進(jìn)行排序。
 */
public class CompareComparatorAndComparableTest{

  public static void main(String[] args) {
    // 新建ArrayList(動(dòng)態(tài)數(shù)組)
    ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
    // 添加對(duì)象到ArrayList中
    list.add(new Person("ccc", 20));
    list.add(new Person("AAA", 30));
    list.add(new Person("bbb", 10));
    list.add(new Person("ddd", 40));

    // 打印list的原始序列
    System.out.printf("Original sort, list:%s\n", list);

    // 對(duì)list進(jìn)行排序
    // 這里會(huì)根據(jù)“Person實(shí)現(xiàn)的Comparable<String>接口”進(jìn)行排序，即會(huì)根據(jù)“name”進(jìn)行排序
    Collections.sort(list);
    System.out.printf("Name   sort, list:%s\n", list);

    // 通過(guò)“比較器(AscAgeComparator)”，對(duì)list進(jìn)行排序
    // AscAgeComparator的排序方式是：根據(jù)“age”的升序排序
    Collections.sort(list, new AscAgeComparator());
    System.out.printf("Asc(age) sort, list:%s\n", list);

    // 通過(guò)“比較器(DescAgeComparator)”，對(duì)list進(jìn)行排序
    // DescAgeComparator的排序方式是：根據(jù)“age”的降序排序
    Collections.sort(list, new DescAgeComparator());
    System.out.printf("Desc(age) sort, list:%s\n", list);

    // 判斷兩個(gè)person是否相等
    testEquals();
  }

  /**
   * @desc 測(cè)試兩個(gè)Person比較是否相等。
   *  由于Person實(shí)現(xiàn)了equals()函數(shù)：若兩person的age、name都相等，則認(rèn)為這兩個(gè)person相等。
   *  所以，這里的p1和p2相等。
   *
   *  TODO：若去掉Person中的equals()函數(shù)，則p1不等于p2
   */
  private static void testEquals() {
    Person p1 = new Person("eee", 100);
    Person p2 = new Person("eee", 100);
    if (p1.equals(p2)) {
      System.out.printf("%s EQUAL %s\n", p1, p2);
    } else {
      System.out.printf("%s NOT EQUAL %s\n", p1, p2);
    }
  }

  /**
   * @desc Person類。
   *    Person實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，這意味著Person本身支持排序
   */
  private static class Person implements Comparable<Person>{
    int age;
    String name;

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

    public String getName() {
      return name;
    }

    public int getAge() {
      return age;
    }

    public String toString() {
      return name + " - " +age;
    }

    /**
     * 比較兩個(gè)Person是否相等：若它們的name和age都相等，則認(rèn)為它們相等
     */
    boolean equals(Person person) {
      if (this.age == person.age && this.name == person.name)
        return true;
      return false;
    }

    /**
     * @desc 實(shí)現(xiàn) “Comparable<String>” 的接口，即重寫compareTo<T t>函數(shù)。
     * 這里是通過(guò)“person的名字”進(jìn)行比較的
     */
    @Override
    public int compareTo(Person person) {
      return name.compareTo(person.name);
      //return this.name - person.name;
    }
  }

  /**
   * @desc AscAgeComparator比較器
   *    它是“Person的age的升序比較器”
   */
  private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {

    @Override 
    public int compare(Person p1, Person p2) {
      return p1.getAge() - p2.getAge();
    }
  }

  /**
   * @desc DescAgeComparator比較器
   *    它是“Person的age的升序比較器”
   */
  private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {

    @Override 
    public int compare(Person p1, Person p2) {
      return p2.getAge() - p1.getAge();
    }
  }
}

下面對(duì)這個(gè)程序進(jìn)行說(shuō)明。
1.Person類定義。如下：

private static class Person implements Comparable<Person>{
  int age;
  String name;

    ...

  /** 
   * @desc 實(shí)現(xiàn) “Comparable<String>” 的接口，即重寫compareTo<T t>函數(shù)。
   * 這里是通過(guò)“person的名字”進(jìn)行比較的
   */
  @Override
  public int compareTo(Person person) {
    return name.compareTo(person.name);
    //return this.name - person.name;
  }  
}

說(shuō)明：
(1) Person類代表一個(gè)人，Persong類中有兩個(gè)屬性：age(年紀(jì)) 和 name“人名”。
(2) Person類實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，因此它能被排序。

2.在main()中，我們創(chuàng)建了Person的List數(shù)組(list)。如下：

// 新建ArrayList(動(dòng)態(tài)數(shù)組)
ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
// 添加對(duì)象到ArrayList中
list.add(new Person("ccc", 20));
list.add(new Person("AAA", 30));
list.add(new Person("bbb", 10));
list.add(new Person("ddd", 40));

3.接著，我們打印出list的全部元素。如下：

// 打印list的原始序列
System.out.printf("Original sort, list:%s\n", list);

4.然后，我們通過(guò)Collections的sort()函數(shù)，對(duì)list進(jìn)行排序。
由于Person實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，因此通過(guò)sort()排序時(shí)，會(huì)根據(jù)Person支持的排序方式，即 compareTo(Person person) 所定義的規(guī)則進(jìn)行排序。如下：

// 對(duì)list進(jìn)行排序
// 這里會(huì)根據(jù)“Person實(shí)現(xiàn)的Comparable<String>接口”進(jìn)行排序，即會(huì)根據(jù)“name”進(jìn)行排序
Collections.sort(list);
System.out.printf("Name sort, list:%s\n", list);

5.對(duì)比Comparable和Comparator
我們定義了兩個(gè)比較器 AscAgeComparator 和 DescAgeComparator，來(lái)分別對(duì)Person進(jìn)行升序和降低排序。

6.AscAgeComparator比較器
它是將Person按照age進(jìn)行升序排序。代碼如下：

/**
 * @desc AscAgeComparator比較器
 *    它是“Person的age的升序比較器”
 */
private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {

  @Override
  public int compare(Person p1, Person p2) {
    return p1.getAge() - p2.getAge();
  }
}

7.DescAgeComparator比較器
它是將Person按照age進(jìn)行降序排序。代碼如下：

/**
 * @desc DescAgeComparator比較器
 *    它是“Person的age的升序比較器”
 */
private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {

  @Override
  public int compare(Person p1, Person p2) {
    return p2.getAge() - p1.getAge();
  }
}

8.運(yùn)行結(jié)果運(yùn)行程序，輸出如下：

Original sort, list:[ccc - 20, AAA - 30, bbb - 10, ddd - 40]
Name   sort, list:[AAA - 30, bbb - 10, ccc - 20, ddd - 40]
Asc(age) sort, list:[bbb - 10, ccc - 20, AAA - 30, ddd - 40]
Desc(age) sort, list:[ddd - 40, AAA - 30, ccc - 20, bbb - 10]
eee - 100 EQUAL eee - 100

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