Java 中 Comparable 和 Comparator 比较
2017-08-13 00:51
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Comparable 简介
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"。 既然实现Comparable接口的类支持排序,假设现在存在"实现Comparable接口的类的对象的List列表(或数组)",则该List列表(或数组)可以通过Collections.sort(或 Arrays.sort)进行排序。
此外,"实现Comparable接口的类的对象"可以用作"有序映射(如TreeMap)"中的键或"有序集合(TreeSet)"中的元素,而不需要指定比较器。
Comparable 定义
Comparable 接口仅仅只包括一个函数,它的定义如下:
说明:
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(x-y<0)";返回"零",意味着"x等于y(x-y=0)";返回"正数",意味着"x大于y(x-y>0)"。
Comparator 简介
Comparator 是比较器接口。
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。
也就是说,我们可以通过"实现Comparator类来新建一个比较器",然后通过该比较器对类进行排序。
Comparator 定义
Comparator 接口包括两个函数,它的定义如下:
说明:
(01) 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。
为什么可以不实现 equals(Object obj) 函数呢? 因为任何类,默认都是已经实现了equals(Object obj)的。 Java中的一切类都是继承于java.lang.Object,在Object.java中实现了equals(Object obj)函数;所以,其它所有的类也相当于都实现了该函数。
(02) 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(o1-o2<0)";返回"零",意味着"o1等于o2(o1-o2=0)";返回"正数",意味着"o1大于o2(o1-o2>0)"。
Comparator 和 Comparable 比较
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"。
而Comparator是比较器;我们若需要控制某个类的次序,可以建立一个"该类的比较器"来进行排序。
我们不难发现:Comparable相当于"内部比较器"(自身就可以排序,调用Collections.sort不需要指定比较器),而Comparator相当于"外部比较器"。
我们通过一个测试程序来对这两个接口进行说明。源码如下:
下面对这个程序进行说明
a) Person类定义。如下:
说明:
(01) Person类代表一个人,Persong类中有两个属性:age 和 name。
(02) Person类实现了Comparable接口,因此它能被排序。
b) 在main()中,我们创建了Person的List数组(list)。如下:
c) 接着,我们打印出list的全部元素。如下:
d) 然后,我们通过Collections的sort()函数,对list进行排序。
由于Person实现了Comparable接口,因此通过sort()排序时,会根据Person支持的排序方式,即 compareTo(Person person) 所定义的规则进行排序。如下:
e) 对比Comparable和Comparator
我们定义了两个比较器 AscAgeComparator 和 DescAgeComparator,来分别对Person进行 升序 和 降低 排序。
e.1) AscAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行升序排序。代码如下:
e.2) DescAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行降序排序。代码如下:
f) 运行结果
运行程序,输出如下:
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"。 既然实现Comparable接口的类支持排序,假设现在存在"实现Comparable接口的类的对象的List列表(或数组)",则该List列表(或数组)可以通过Collections.sort(或 Arrays.sort)进行排序。
此外,"实现Comparable接口的类的对象"可以用作"有序映射(如TreeMap)"中的键或"有序集合(TreeSet)"中的元素,而不需要指定比较器。
Comparable 定义
Comparable 接口仅仅只包括一个函数,它的定义如下:
public interface Comparable<T> { /** * Compares this object with the specified object for order. Returns a * negative integer, zero, or a positive integer as this object is less * than, equal to, or greater than the specified object. * * <p>The implementor must ensure <tt>sgn(x.compareTo(y)) == * -sgn(y.compareTo(x))</tt> for all <tt>x</tt> and <tt>y</tt>. (This * implies that <tt>x.compareTo(y)</tt> must throw an exception iff * <tt>y.compareTo(x)</tt> throws an exception.) * * <p>The implementor must also ensure that the relation is transitive: * <tt>(x.compareTo(y)>0 && y.compareTo(z)>0)</tt> implies * <tt>x.compareTo(z)>0</tt>. * * <p>Finally, the implementor must ensure that <tt>x.compareTo(y)==0</tt> * implies that <tt>sgn(x.compareTo(z)) == sgn(y.compareTo(z))</tt>, for * all <tt>z</tt>. * * <p>It is strongly recommended, but <i>not</i> strictly required that * <tt>(x.compareTo(y)==0) == (x.equals(y))</tt>. Generally speaking, any * class that implements the <tt>Comparable</tt> interface and violates * this condition should clearly indicate this fact. The recommended * language is "Note: this class has a natural ordering that is * inconsistent with equals." * * <p>In the foregoing description, the notation * <tt>sgn(</tt><i>expression</i><tt>)</tt> designates the mathematical * <i>signum</i> function, which is defined to return one of <tt>-1</tt>, * <tt>0</tt>, or <tt>1</tt> according to whether the value of * <i>expression</i> is negative, zero or positive. * * @param o the object to be compared. * @return a negative integer, zero, or a positive integer as this object * is less than, equal to, or greater than the specified object. * * @throws NullPointerException if the specified object is null * @throws ClassCastException if the specified object's type prevents it * from being compared to this object. */ public int compareTo(T o); }
说明:
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(x-y<0)";返回"零",意味着"x等于y(x-y=0)";返回"正数",意味着"x大于y(x-y>0)"。
Comparator 简介
Comparator 是比较器接口。
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。
也就是说,我们可以通过"实现Comparator类来新建一个比较器",然后通过该比较器对类进行排序。
Comparator 定义
Comparator 接口包括两个函数,它的定义如下:
package java.util; public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2); boolean equals(Object obj); }
说明:
(01) 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。
为什么可以不实现 equals(Object obj) 函数呢? 因为任何类,默认都是已经实现了equals(Object obj)的。 Java中的一切类都是继承于java.lang.Object,在Object.java中实现了equals(Object obj)函数;所以,其它所有的类也相当于都实现了该函数。
(02) 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(o1-o2<0)";返回"零",意味着"o1等于o2(o1-o2=0)";返回"正数",意味着"o1大于o2(o1-o2>0)"。
Comparator 和 Comparable 比较
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"。
而Comparator是比较器;我们若需要控制某个类的次序,可以建立一个"该类的比较器"来进行排序。
我们不难发现:Comparable相当于"内部比较器"(自身就可以排序,调用Collections.sort不需要指定比较器),而Comparator相当于"外部比较器"。
我们通过一个测试程序来对这两个接口进行说明。源码如下:
package test; import java.util.*; import java.lang.Comparable; /** * @desc "Comparator"和“Comparable”的比较程序。 * (01) "Comparable" * 它是一个排序接口,只包含一个函数compareTo()。 * 一个类实现了Comparable接口,就意味着“该类本身支持排序”,它可以直接通过Arrays.sort() 或 Collections.sort()进行排序。 * (02) "Comparator" * 它是一个比较器接口,包括两个函数:compare() 和 equals()。 * 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。 * <p> * 综上所述:Comparable是内部比较器,而Comparator是外部比较器。 * 一个类本身实现了Comparable比较器,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。 */ public class CompareComparatorAndComparableTest { public static void main(String[] args) { // 新建ArrayList(动态数组) ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>(); // 添加对象到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); // 对list进行排序 // 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序,即会根据“name”进行排序 Collections.sort(list); System.out.printf("Name sort, list:%s\n", list); // 通过“比较器(AscAgeComparator)”,对list进行排序 // AscAgeComparator的排序方式是:根据“age”的升序排序 Collections.sort(list, new AscAgeComparator()); System.out.printf("Asc(age) sort, list:%s\n", list); // 通过“比较器(DescAgeComparator)”,对list进行排序 // DescAgeComparator的排序方式是:根据“age”的降序排序 Collections.sort(list, new DescAgeComparator()); System.out.printf("Desc(age) sort, list:%s\n", list); // 判断两个person是否相等 testEquals(); } /** * @desc 测试两个Person比较是否相等。 * 由于Person实现了equals()函数:若两person的age、name都相等,则认为这两个person相等。 * 所以,这里的p1和p2相等。 * <p> * TODO:若去掉Person中的equals()函数,则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类。 * Person实现了Comparable接口,这意味着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; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Person person = (Person) o; if (age != person.age) return false; return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = age; result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0); return result; } /** * @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口,即重写compareTo<T t>函数。 * 这里是通过“person的名字”进行比较的 */ @Override public int compareTo(Person person) { return name.compareTo(person.name); } } /** * @desc AscAgeComparator比较器 * 它是“Person的age的升序比较器” */ private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> { @Override public int compare(Person p1, Person p2) { return p1.getAge() - p2.getAge(); } } /** * @desc DescAgeComparator比较器 * 它是“Person的age的升序比较器” */ private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> { @Override public int compare(Person p1, Person p2) { return p2.getAge() - p1.getAge(); } } }
下面对这个程序进行说明
a) Person类定义。如下:
/** * @desc Person类。 * Person实现了Comparable接口,这意味着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; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Person person = (Person) o; if (age != person.age) return false; return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = age; result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0); return result; } /** * @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口,即重写compareTo<T t>函数。 * 这里是通过“person的名字”进行比较的 */ @Override public int compareTo(Person person) { return name.compareTo(person.name); } }
说明:
(01) Person类代表一个人,Persong类中有两个属性:age 和 name。
(02) Person类实现了Comparable接口,因此它能被排序。
b) 在main()中,我们创建了Person的List数组(list)。如下:
// 新建ArrayList(动态数组) ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>(); // 添加对象到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));
c) 接着,我们打印出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);
d) 然后,我们通过Collections的sort()函数,对list进行排序。
由于Person实现了Comparable接口,因此通过sort()排序时,会根据Person支持的排序方式,即 compareTo(Person person) 所定义的规则进行排序。如下:
// 对list进行排序 // 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序,即会根据“name”进行排序 Collections.sort(list); System.out.printf("Name sort, list:%s\n", list);
e) 对比Comparable和Comparator
我们定义了两个比较器 AscAgeComparator 和 DescAgeComparator,来分别对Person进行 升序 和 降低 排序。
e.1) AscAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行升序排序。代码如下:
/** * @desc AscAgeComparator比较器 * 它是“Person的age的升序比较器” */ private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> { @Override public int compare(Person p1, Person p2) { return p1.getAge() - p2.getAge(); } }
e.2) DescAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行降序排序。代码如下:
/** * @desc DescAgeComparator比较器 * 它是“Person的age的升序比较器” */ private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> { @Override public int compare(Person p1, Person p2) { return p2.getAge() - p1.getAge(); } }
f) 运行结果
运行程序,输出如下:
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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