一分钟彻底掌握Java比较接口Comparable和Comparator

在Java中，Comparable和Comparator是两个用于定义对象排序顺序的接口，但它们在使用方式和目的上有所不同。

Comparable接口

Comparable接口是Java集合框架的一部分，它允许对象定义它们自己的自然排序顺序。如果一个类实现了Comparable接口，那么它的对象就可以被自动排序，比如通过Collections.sort()方法或者数组的Arrays.sort()方法。

实现Comparable接口的类需要重写compareTo(T o)方法，该方法用于比较当前对象与指定对象。如果当前对象小于、等于或大于指定对象，则该方法应分别返回负整数、零或正整数。

示例：

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

    // 构造函数、getter和setter方法...

    @Override
    public int compareTo(Person other) {
        return this.age - other.age; // 按年龄升序排序
    }
}

Comparator接口

Comparator接口也用于定义对象的排序顺序，但它允许你为一个类定义多个不同的排序顺序，或者为那些没有实现Comparable接口的类定义排序顺序。Comparator是一个函数式接口（从Java 8开始），它有一个compare(T o1, T o2)方法，该方法用于比较两个对象。

你可以通过实现Comparator接口或者使用Lambda表达式来定义比较器。

示例：按名字升序排序Person类：

// 实现Comparator接口
public class PersonNameComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p1.getName().compareTo(p2.getName());
    }
}

// 或者使用Lambda表达式
Comparator<Person> personNameComparator = (p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName());

使用场景

• 如果你的类只有一种自然的排序顺序，并且你希望该类的所有实例都按照这个顺序进行排序，那么你应该实现==Comparable接口==。
• 如果你需要为你的类定义多种排序顺序，或者你需要为没有实现Comparable接口的类定义排序顺序，那么你应该使用==Comparator接口==。

注意事项

• 当一个类同时实现了Comparable接口并且你又为它定义了一个或多个Comparator时，Comparable定义的排序顺序被认为是该类的自然排序顺序，而Comparator定义的排序顺序是可选的。
• 在使用Collections.sort()或Arrays.sort()方法时，如果你传递了一个没有实现Comparable接口的集合，并且没有提供一个Comparator，那么将会抛出ClassCastException。
• 在使用Comparator时，需要确保比较器的一致性，即对于任何非空引用值x、y和z，如果compare(x, y)返回正数，并且compare(y, z)也返回正数，那么compare(x, z)也必须返回正数。这个规则被称为比较器的传递性。
• 在Java中，Collections.sort() 方法是用于对 List 集合中的元素进行排序的。这个方法有两个重载版本：一个接受一个 List 参数（要求列表中的元素实现了 Comparable 接口），另一个接受一个 List 参数和一个 Comparator 参数（允许你指定一个自定义的比较器）。

Comparable 接口实例

如果你的 List 集合中的元素类型实现了 Comparable 接口，你可以直接使用 Collections.sort() 方法进行排序。以下是一个示例，其中 Person 类实现了 Comparable 接口：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

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

    // 构造器、getter和setter方法省略

    @Override
    public int compareTo(Person other) {
        // 按年龄升序排序
        return this.age - other.age;
    }

    // toString方法，方便输出
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Person> people = new ArrayList<>();
        
        // 添加一些Person对象到列表中
        people.add(new Person("Alice", 30));
        people.add(new Person("Bob", 20));
        people.add(new Person("Charlie", 25));
        
        // 使用Person类的compareTo方法进行排序
        Collections.sort(people);
        
        // 输出排序后的列表
        for (Person person : people) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

Comparator 接口实例

如果你不想修改 List 集合中元素的类来实现 Comparable 接口，或者你需要基于不同的排序逻辑对同一个集合进行多次排序，你可以使用 Comparator 接口。以下是一个使用 Comparator 接口的示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class Person {
    // ... Person类的定义（省略了compareTo方法）

    public static void main(String[] args) {
        List<Person> people = new ArrayList<>();
        
        // 添加一些Person对象到列表中
        people.add(new Person("Alice", 30));
        people.add(new Person("Bob", 20));
        people.add(new Person("Charlie", 25));
        
        // 使用自定义的Comparator进行排序
        Collections.sort(people, new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person p1, Person p2) {
                // 按年龄升序排序
                return p1.getAge() - p2.getAge();
            }
        });
        
        // 输出排序后的列表
        for (Person person : people) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}