Java 比较器 Comparable 与 Comparator

Comparable

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”。假设现在存在 “实现 Comparable 接口的类的对象的集合(或数组)”,则该集合(或数组)可以通过 Collections.sort(或 Arrays.sort)进行排序。

Comparable 定义

package java.lang;
import java.util.*;
public interface Comparable<T> {
    public int compareTo(T o);
}

实现 Comparable 接口的类必须实现 compareTo 方法,对象就可以比较大小。假设我们通过 x.compareTo(y) 来 “比较 x 和 y 的大小”。若返回 “负数”,意味着 “x 比 y 小”;返回 “零”,意味着 “x 等于 y”;返回 “正数”,意味着 “x 大于 y”。

public class Student implements Comparable {
     String name;
     public int compareTo(Student another) {
         return name.compareTo(another.name); 
     }
}

// 比较两个对象
student1.compareTo(student2);

// 排序数组或集合
Arrays.sort(students);
Collections.sort(collection);

Java 的一些常用类已经实现了 Comparable 接口,并提供了比较大小的标准。比如包装类按照它们对应的数值大小进行比较。String,Date,Time 等也都实现了 Comparable 接口。一个类如果实现 Comparable 接口,那么它就具有了可比较性。

分析比较器的排序原理

实际上比较器的操作,就是经常听到的二叉树的排序算法。

排序的基本原理:使用第一个元素作为根节点,之后如果后面的内容比根节点小,则放在左子树,如果内容比根节点的内容要大,则放在右子树。

Comparator

我们若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。

Comparator 定义

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

若一个类要实现 Comparator 接口,它一定要实现 compareTo(T o1, T o2) 函数,但可以不实现 equals(Object obj) 函数。Object 类是所有类的父类,也就是说实现接口的子类已经重写了 equals 方法。

int compare(T o1, T o2) 是 “比较 o1 和 o2 的大小”。返回 “负数”,意味着 “o1 比 o2 小”;返回 “零”,意味着 “o1 等于 o2”;返回 “正数”,意味着 “o1 大于 o2”。

在不希望修改一个原有的类,或提供的比较器不适用时,就需要使用外部比较器,比如 String 类实现
Comparable<String>,而且 String.compareTo() 是按字典序比较字符串的,这时如果需要按长度对字符串进行排序,就不能让 String 类用两种不同的方法实现 compareTo 方法了,更何况,String 类也不应该由我们来修改,这时就需要使用外部比较器:

class LengthComparator implements Comparator<String> {
    public int compare(String f, String s) {
        return f.length() - s.length();
    }
}

// 比较两个对象
LengthComparator comparator = new LengthComparator();
comparator.compare(person1,person2);

// 排序数组或集合
Arrays.sort(arr, new LengthComparator());
Collections.sort(collection, new LengthComparator());

Comparator 体现了策略模式,就是不改变对象自身,而用一个策略对象来改变它的行为。

Comparator 和 Comparable 区别

内部比较器 Comparable 是排序接口,只包含一个函数 compareTo();若一个类实现了 Comparable 接口,就意味着 “该类支持排序”,它可以直接通过 Arrays.sort() 或 Collections.sort() 进行排序。

外部比较器 Comparator 是比较器接口,单独实现第一个比较器,不需要对原来的类进行结构上的变化,属于无侵入式的;一个类实现了 Comparator 接口,那么它就是一个 “比较器”。其它的类,可以根据该比较器去排序。

一个类本身实现了 Comparable 接口,就意味着它本身支持排序;若它本身没实现 Comparable,也可以通过外部比较器 Comparator 进行排序。

  • 如果比较的方法只要用在一个类中,用该类实现 Comparable 接口就可以。
  • 如果比较的方法在很多类中需要用到,就自己写个类实现 Comparator 接口,这样当要比较的时候把实现了 Comparator 接口的类传过去就可以,省得重复造轮子。这也是为什么 Comparator 会在 java.util 包下的原因。

使用 Comparator 的优点:

  1. 与实体类分离
  2. 方便应对多变的排序规则,可以同时使用多种排序标准
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