java 中Comparable與Comparator詳解與比較

java 中Comparable與Comparator詳解

今天查看TreeMap的源碼，發現其鍵必須是實現Comparable或者Comparator的接口時產生了一些興趣，比如在TreeMap中的put方法分別對Comparable和Comparator接口分別進行處理。那么疑問就來了，Comparable和Comparator接口的區別是什么，Java中為什么會存在兩個類似的接口？

  Comparable和Comparator接口都是用來比較大小的，首先來看一下Comparable的定義：

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

  Comparator的定義如下：

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

  Comparable對實現它的每個類的對象進行整體排序。這個接口需要類本身去實現（這句話沒看懂？沒關系，接下來看個例子就明白了）。若一個類實現了Comparable 接口，實現 Comparable 接口的類的對象的 List 列表 ( 或數組)可以通過 Collections.sort（或 Arrays.sort）進行排序。此外，實現 Comparable 接口的類的對象 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。

  舉例（類Person1實現了Comparable接口）

package collections;

public class Person1 implements Comparable<Person1>
{
  private int age;
  private String name;

  public Person1(String name, int age)
  {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  @Override
  public int compareTo(Person1 o)
  {
    return this.age-o.age;
  }
  @Override 
  public String toString()
  {
    return name+":"+age;
  }
}

  可以看到Person1實現了Comparable接口中的compareTo方法。實現Comparable接口必須修改自身的類，即在自身類中實現接口中相應的方法。

  測試代碼：

 Person1 person1 = new Person1("zzh",18);
    Person1 person2 = new Person1("jj",17);
    Person1 person3 = new Person1("qq",19);

    List<Person1> list = new ArrayList<>();
    list.add(person1);
    list.add(person2);
    list.add(person3);

    System.out.println(list);
    Collections.sort(list);
    System.out.println(list);

  輸出結果：

[zzh:18, jj:17, qq:19]
[jj:17, zzh:18, qq:19]

  如果我們的這個類無法修改，譬如String，我們又要對其進行排序，當然String中已經實現了Comparable接口，如果單純的用String舉例就不太形象。對類自身無法修改這就用到了Comparator這個接口（策略模式）。

public final class Person2
{
  private int age;
  private String name;

  public Person2(String name, int age)
  {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  @Override 
  public String toString()
  {
    return name+":"+age;
  }

  //getter and setter方法省略....
}

  如類Person2，這個類已經固定，無法進行對其類自身的修改，也修飾詞final了，你也別想繼承再implements Comparable，那么此時怎么辦呢？在類的外部使用Comparator的接口。如下測試代碼：

 Person2 p1 = new Person2("zzh",18);
    Person2 p2 = new Person2("jj",17);
    Person2 p3 = new Person2("qq",19);
    List<Person2> list2 = new ArrayList<Person2>();
    list2.add(p1);
    list2.add(p2);
    list2.add(p3);
    System.out.println(list2);
    Collections.sort(list2,new Comparator<Person2>(){

      @Override
      public int compare(Person2 o1, Person2 o2)
      {
        if(o1 == null || o2 == null)
          return 0;
        return o1.getAge()-o2.getAge();
      }

    });
    System.out.println(list2);

  輸出結果：

[zzh:18, jj:17, qq:19]
[jj:17, zzh:18, qq:19] 

  這里（public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) ）采用了內部類的實現方式，實現compare方法，對類Person2的list進行排序。

  再譬如博主遇到的真實案例中，需要對String進行排序，且不區分大小寫，我們知道String中的排序是字典排序，譬如：A a D排序之后為A D a，這樣顯然不對，那么該怎么辦呢？同上（下面代碼中的list是一個String的List集合）：

 Collections.sort(list, new Comparator<String>()
    {
      @Override
      public int compare(String o1, String o2)
      {
        if(o1 == null || o2 == null)
          return 0;
        return o1.toUpperCase().compareTo(o2.toUpperCase());
      }
    });

  這樣就可以實現不區分大小進行排序String的集合了，是不是很方便~

  細心的同學可能會有疑問，明明在Comparator接口中定義了兩個方法，為什么繼承的時候只實現了一個方法，難道要顛覆我對Java接口常識的理解了??？

  實際上，我們知道當一個類沒有顯式繼承父類的時候，會有一個默認的父類，即java.lang.Object，在Object類中有一個方法即為equals方法，所以這里并不強制要求實現Comparator接口的類要實現equals方法，直接調用父類的即可，雖然你顯式的實現了equals()方法 will be a better choice~

  在《Effective Java》一書中，作者Joshua Bloch推薦大家在編寫自定義類的時候盡可能的考慮實現一下Comparable接口，一旦實現了Comparable接口，它就可以跟許多泛型算法以及依賴于改接口的集合實現進行協作。你付出很小的努力就可以獲得非常強大的功能。

  事實上，Java平臺類庫中的所有值類都實現了Comparable接口。如果你正在編寫一個值類，它具有非常明顯的內在排序關系，比如按字母順序、按數值順序或者按年代順序，那你就應該堅決考慮實現這個接口。

  compareTo方法不但允許進行簡單的等同性進行比較，而且語序執行順序比較，除此之外，它與Object的equals方法具有相似的特征，它還是一個泛型。類實現了Comparable接口，就表明它的實例具有內在的排序關系，為實現Comparable接口的對象數組進行排序就這么簡單： Arrays.sort(a);

  對存儲在集合中的Comparable對象進行搜索、計算極限值以及自動維護也同樣簡單。列如，下面的程序依賴于String實現了Comparable接口，它去掉了命令行參數列表中的重復參數，并按字母順序打印出來：

public class WordList{
  public static void main(String args[]){
    Set<String> s = new TreeSet<String>();
    Collections.addAll(s,args);
    System.out.println(s);
  }
}

  Comparable 是排序接口；若一個類實現了 Comparable 接口，就意味著 “該類支持排序”。而 Comparator 是比較器；我們若需要控制某個類的次序，可以建立一個 “該類的比較器” 來進行排序。

  前者應該比較固定，和一個具體類相綁定，而后者比較靈活，它可以被用于各個需要比較功能的類使用?？梢哉f前者屬于 “靜態綁定”，而后者可以 “動態綁定”。

  我們不難發現：Comparable 相當于 “內部比較器”，而 Comparator 相當于 “外部比較器”。

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