Java 比较器：Comparable vs. Comparator

Comparable vs. Comparator

在 Java 中，Comparable 和 Comparator 是用于实现对象比较和排序的两个重要接口。它们在 Java 集合框架中起着关键作用。

一、Comparable 接口

1. 概述

Comparable 接口位于 java.lang 包下，它定义了一个 compareTo 方法。实现了 Comparable 接口的类的对象可以进行自然排序，即对象本身具备了比较的能力。

2. 接口定义

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

• compareTo 方法接收一个同类型的对象作为参数，返回一个整数值：
  • 如果返回值小于 0，表示当前对象小于参数对象。
  • 如果返回值等于 0，表示当前对象等于参数对象。
  • 如果返回值大于 0，表示当前对象大于参数对象。

3. 使用示例

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

// 定义一个实现 Comparable 接口的类
class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

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

    @Override
    public int compareTo(Student other) {
        return this.age - other.age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{name='" + name + "', age=" + age + "}";
    }
}

public class ComparableExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        students.add(new Student("Alice", 20));
        students.add(new Student("Bob", 18));
        students.add(new Student("Charlie", 22));

        // 使用 Collections.sort 进行排序
        Collections.sort(students);

        for (Student student : students) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}

在上述示例中，Student 类实现了 Comparable 接口，通过 compareTo 方法按照年龄进行比较和排序。

4. 优缺点

• 优点：使类本身具备比较和排序的能力，代码简洁，使用方便。
• 缺点：比较逻辑固定在类内部，若需要多种不同的排序方式，修改起来较为麻烦。

二、Comparator 接口

1. 概述

Comparator 接口位于 java.util 包下，它定义了一个 compare 方法。Comparator 可以看作是一个外部比较器，用于在不修改对象类本身的情况下，为对象提供不同的比较逻辑。

2. 接口定义

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

• compare 方法接收两个同类型的对象作为参数，返回一个整数值，规则与 Comparable 的 compareTo 方法相同。
• equals 方法通常使用默认实现，一般不需要重写。

3. 使用示例

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

class Book {
    private String title;
    private double price;

    public Book(String title, double price) {
        this.title = title;
        this.price = price;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{title='" + title + "', price=" + price + "}";
    }
}

public class ComparatorExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Book> books = new ArrayList<>();
        books.add(new Book("Java Programming", 50.0));
        books.add(new Book("Python Basics", 30.0));
        books.add(new Book("Data Structures", 40.0));

        // 定义一个按价格排序的比较器
        Comparator<Book> priceComparator = new Comparator<Book>() {
            @Override
            public int compare(Book b1, Book b2) {
                return Double.compare(b1.getPrice(), b2.getPrice());
            }
        };

        // 使用 Collections.sort 并传入比较器进行排序
        Collections.sort(books, priceComparator);

        for (Book book : books) {
            System.out.println(book);
        }
    }
}

在上述示例中，Book 类本身没有实现 Comparable 接口，但通过定义一个 Comparator 实现类 priceComparator，可以按照价格对 Book 对象进行排序。

4. 优缺点

• 优点：可以为同一个类提供多种不同的比较逻辑，灵活性高，不影响类本身的定义。
• 缺点：需要额外创建比较器类或使用匿名内部类，代码量相对较多。

三、Comparable 与 Comparator 的对比

• 耦合性：Comparable 是类内部实现的，与类的定义耦合度高；Comparator 是外部比较器，与类的定义解耦。
• 灵活性：Comparable 提供单一的排序逻辑；Comparator 可以提供多种不同的排序逻辑。
• 使用场景：如果一个类的排序规则是固定且唯一的，使用 Comparable 更合适；如果需要根据不同的需求对类进行不同方式的排序，使用 Comparator 更灵活。