Comparable 和 Comparator

本文详细介绍了Java中Comparable和Comparator接口的使用方法及区别,包括如何实现自定义类的排序、如何利用Comparator进行复杂排序等。
Comparable与Comparator

**Comparable 和 Comparator** 都是用来实现集合中元素的比较、排序的。

只是 Comparable 是在集合内部定义的方法实现的排序,而Comparator 是在集合外部实现的排序,

所以,如想实现排序,就需要在集合外定义 Comparator 接口的方法或在集合内实现 Comparable 接口的方法。

Comparator位于包java.util下,而Comparable位于包 java.lang下

一.Comparable 是一个对象,本身就已经支持自比较所需要实现的接口(如 String、Integer 自己就可以完成比较大小操作,已经实现了Comparable接口)

自定义的类要在加入list容器中后能够排序,可以实现Comparable接口,在用Collections类的sort方法排序时,如果不指定Comparator,那么就以自然顺序排序,这里的自然顺序就是实现Comparable接口设定的排序方式。

二.Comparator 是一个专用的比较器,当这个对象不支持自比较或者自比较函数不能满足你的要求时,你可以写一个比较器来完成两个对象之间大小的比较。
可以说一个是自已完成比较,一个是外部程序实现比较的差别而已。

用 Comparator 是策略模式(strategy design pattern),就是不改变对象自身,而用一个策略对象(strategy object)来改变它的行为。

1.Comparable用法示例:

需求:

每一个学生都有对应的归属地。
学生Student,地址String
学生属性:姓名,年龄
注意:姓名和年龄相同的视为同一个学生,保证学生的唯一性。

1.描述学生。
2.定义map容器,将学生作为键,地址作为值。存入。
3.获取map集合中的元素。

A.(代码MapTest.java)

package com.zlc.collection;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

class Student6 implements Comparable<Student6>{
 private String name;
 private int age;
 public Student6(String name, int age) {
  super();
  this.name = name;
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }

 public String toString(){
  return "姓名:"+name+"-->年龄:"+age;
 }
 //复写hashCode()和equals()方法
 public int hashCode() {
  return name.hashCode()+age*34;
 }
 public boolean equals(Object obj) {
  if(!(obj instanceof Student6)) {
   throw new ClassCastException("类型不匹配-->不是学生对象");
  }

  Student6 s = (Student6) obj;
  return this.name.equals(s.name) && this.age == s.age;
 }
 @Override
 public int compareTo(Student6 o) {
  int num = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(o.age));

  if(num == 0){
   return this.name.compareTo(o.name);
  }
  return num;
 }
}

public class MapTest {

 public static void main(String[] args) {
  HashMap<Student6,String> hm = new HashMap<Student6,String>();//注:HashMap是无序存放的。

  hm.put(new Student6("xiaozhou",21), "商丘");
  hm.put(new Student6("xiaozhou",21), "南阳");//此键值与上面的相同,会将上面的value覆盖
  hm.put(new Student6("xiaowang",22), "新乡");
  hm.put(new Student6("xiaochen",20), "郑州");
  hm.put(new Student6("xiaoliu",19), "开封");

  //第一种取出方式 keySet
  Set<Student6> keySet = hm.keySet();//取出键集

  Iterator<Student6> it = keySet.iterator();

  while(it.hasNext()){
   Student6 stu = it.next();//取得学生对象stu
   String addr = hm.get(stu);//注:取出stu对应的地址addr,地址在HashMap里面,用hm取出
   System.out.println(stu+" ...居住地址:"+addr);//这里的stu就会自动调用 Student6中的toString()方法
  }

  System.out.println("---------------------------");
  //第二种取出方式 entrySet
  Set<Map.Entry<Student6, String>> entrySet = hm.entrySet();

  Iterator<Map.Entry<Student6, String>> iter = entrySet.iterator();

  while(iter.hasNext()){
   Map.Entry<Student6, String> me = iter.next();
   Student6 stu = me.getKey();
   String addr = me.getValue();

   System.out.println(stu+" ...居住地址:"+addr);//这里的stu就会自动调用 Student6中的toString()方法
  }
  }

}

2.Comparator用法(其中也用到了Comparable,顺便比较一下。)
需求一:(在不使用Comparator的情况下)
对学生对象的年龄进行升序排序。
因为数据是以键值对形式存在的。
所以要使用可以排序的Map集合。TreeMap
需求二:(在使用Comparator的情况下)
先对学生对象的姓名进行升序排序,再按年龄升序。
B.(代码MapTest2.java)
package com.zlc.collection;

import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

class Student7 implements Comparable<Student7> {//除了要重写Object对象的方法之外,还要实现Comparable接口的比较方法
 private String name;
 private int age;
 public Student7(String name, int age) {
  super();
  this.name = name;
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }

 @Override
 public boolean equals(Object obj) {
  if(!(obj instanceof Object)){
//   return false;
   throw new ClassCastException("类型不匹配,不是学生对象");
  }
  Student7 stu = (Student7) obj;
  return this.name.equals(stu.name) && this.age == stu.age;
 }
 @Override
 public int hashCode() {
//  return super.hashCode();
  return name.hashCode()+age*17;
 }
 @Override
 public String toString() {
  return "name: "+name+"-->age: "+age;
 }
 @Override//重写比较方法
 public int compareTo(Student7 s) {
  int num = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));//按年龄从小到大进行排序

  if(num == 0){//如果年龄相同,再比较姓名,(姓名按Unicode编码升序排序)
   return this.name.compareTo(s.name);
  }
  return num;
 }


}

class StuNameComparator implements Comparator<Student7>{//在同时使用Comparable和Comparator的情况下,如果实现了比较器接口进行比较

 @Override
 public int compare(Student7 s1, Student7 s2) {
  int num = s1.getName().compareTo(s2.getName());//按姓名排序

  if(num == 0){//如果名字相同,再比较年龄(如果年龄又相同,则不能加入到TreeMap集合中去)
   return new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));
  }
  return num;
 }

}

public class MapTest2 {

 public static void main(String[] args) {
  /*
   * TreeMap(Comparator<? super K> comparator) 
           构造一个新的、空的树映射,该映射根据给定比较器进行排序。
   * */
  TreeMap<Student7,String> tm = new TreeMap<Student7,String>(new StuNameComparator());

  tm.put(new Student7("zhangsan",21), "北京");
  tm.put(new Student7("lisi",19), "上海");
  tm.put(new Student7("wangwu",24), "深圳");
  tm.put(new Student7("wangwu",18), "开封");
  tm.put(new Student7("xiaohuan",22), "商丘");
  tm.put(new Student7("xiaocheng",22), "新乡");
  tm.put(new Student7("xiaocheng",22), "郑州");//如果该映射以前包含此键的映射关系,那么将替换旧值。
  tm.put(new Student7("xiaohuan",22), "商丘");

  Set<Map.Entry<Student7,String>> entrySet = tm.entrySet();

  Iterator<Map.Entry<Student7, String>> it = entrySet.iterator();

  while(it.hasNext()){
   Map.Entry<Student7, String> me = it.next();

   Student7 st = me.getKey();
   String addr = tm.get(st);//通过对应的st获得对应的地址

   System.out.println(st+" ...居住地址:"+addr);
  }
 }

}



说明:
在排序时,如果不是调用sort方法,相要直接比较两个对象的大小,如下:

Comparator定义了俩个方法,分别是 int compare(T o1, T o2)和 boolean equals(Object obj),

用于比较两个Comparator是否相等

true only if the specified object is also a comparator and it imposes the same ordering as this comparator.

有时在实现Comparator接口时,并没有实现equals方法,可程序并没有报错,原因是实现该接口的类也是Object类的子类,而Object类已经实现了equals方法
Comparable接口只提供了 int compareTo(T o)方法,也就是说假如我定义了一个Person类,这个类实现了 Comparable接口,那么当我实例化Person类的person1后,我想比较person1和一个现有的Person对象person2的大小时,我就可以这样来调用:person1.comparTo(person2),通过返回值就可以判断了;而此时如果你定义了一个 PersonComparator(实现了Comparator接口)的话,那你就可以这样:PersonComparator comparator= new PersonComparator();
comparator.compare(person1,person2);。
`Comparable` `Comparator` 都是用来对对象排序的接口,但在使用场景设计意图上有所不同。 ### 1. **Comparable 接口** `Comparable<T>` 是 Java 中的一个泛型接口,它允许你在定义类的时候指定该类的对象应该如何比较小。通常用于表示自然顺序(natural ordering),例如数字从小到、字符串按字典序等。 #### 特点: - 类本身需要实现这个接口,并提供 `compareTo(T o)` 方法的具体实现。 - 只能有一种比较规则,即只能有一个“自然”排序方式。 - 如果某个类实现了 `Comparable`,那么它的实例可以直接通过 `Collections.sort()` 或 `Arrays.sort()` 进行排序。 **示例:** ```java public class Person implements Comparable<Person> { private String name; private int age; public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } @Override public int compareTo(Person other) { return Integer.compare(this.age, other.age); // 按年龄升序排列 } } ``` --- ### 2. **Comparator 接口** `Comparator<T>` 同样是一个泛型接口,但它不是由类直接实现的,而是作为外部策略模式来使用的。你可以创建一个独立的 Comparator 实现类或匿名内部类,甚至可以使用 lambda 表达式,在运行时动态地传递给排序算法。 #### 特点: - 提供了更灵活的比较逻辑,可以在不修改原有类的情况下为同一个类提供多种排序方式。 - 可以有多个不同的 `Comparator` 来处理同一种类型的对象的不同排序需求。 - 经常与 `TreeSet`, `PriorityQueue` 等数据结构一起使用,也可以传入 `sort()` 方法中作为参数。 **示例:** ```java import java.util.*; List<Person> people = new ArrayList<>(); // 添加一些Person对象... // 使用Comparator按名字排序 people.sort(Comparator.comparing(person -> person.getName())); // 或者按年龄降序排序 people.sort((p1, p2) -> Integer.compare(p2.getAge(), p1.getAge())); ``` --- ### 总结 - **Comparable**:适合于对象自带的一种天然有序关系,且这种顺序通常是唯一的; - **Comparator**:适用于当你想要在同一组对象上有多种不同的排序方式,或者不想改变原始类的设计时; 选择哪一个取决于具体的业务需求以及你希望如何组织代码。 --
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