Comparable、Comparator排序的实现以及原理

1、 前言

平常我们对象列表（和数组）一些属性或值进行排序时，我们会选用冒泡排序、选择排序、快速排序等算法对其排序。
代码如下：

public class Student {
	
	private String name;
	private int grade;
	//无参构造
	public Student() {}
	//有参构造
	public Student(String name, int grade) {
		super();
		this.name = name;
		this.grade = grade;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getGrade() {
		return grade;
	}
	public void setGrade(int grade) {
		this.grade = grade;
	}
}

public class Test1 {

	public static void main(String[] args) {
		
		ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
		//向ArrayList集合中放几组数据
		list.add(new Student("张三",100));
		list.add(new Student("李四",80));
		list.add(new Student("王五",81));
		list.add(new Student("李华",90));
		list.add(new Student("小芳",82));
		list.add(new Student("张芳",77));
		//调用sortGrade方法进行降序排序，并获取返回的list集合
		ArrayList<Student> list2 = new Test1().sortGrade(list);
		
		for(Student student:list2) {
			System.out.println("学生名"+student.getName()+"  成绩"+student.getGrade());
		}

	}
	/**
	 * 
	* @Title: sortGrade
	* @Description: 可以选用冒泡排序、选择排序、快速排序等算法对成绩进行降序排序
	* @param @param list   
	* @return ArrayList<Student>
	* @throws
	 */
	public ArrayList<Student> sortGrade(ArrayList<Student> list) {
		
		//选择快速排序等算法对成绩进行降序排序
		for(int i = 0;i < list.size()-1;i++) {
			for (int j = i+1; j < list.size(); j++) {
				//i位置里的地址获取grade值依次和i后面位置里的地址获取grade值进行依次比较
				if(list.get(i).getGrade() < list.get(j).getGrade()) {
					//小于则交换位置
					Student student = list.get(i);
					list.set(i, list.get(j));
					list.set(j, student);
				}
			}
		}
		//返回排序后的集合
		return list;
	}
}

结果：

学生名张三  成绩100
学生名李华  成绩90
学生名小芳  成绩82
学生名王五  成绩81
学生名李四  成绩80
学生名张芳  成绩77

而在API里提供了Comparator和Comparable两个接口，可以通过实现comparator接口，重写compare的方法，实现对排序的升序或者降序的控制。

2、Comparable

此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的 compareTo 方法被称为它的自然比较方法。实现此接口的对象列表（和数组）可以通过 Collections.sort（和 Arrays.sort）进行自动排序。实现此接口的对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。

//实现Comparable<>接口
public class Student implements Comparable<Student> {

、、、、、
、、、、、、

//重写compareTo()方法
public int compareTo(Student o) {
		return -this.grade + o.grade;
	}

}

public class Test2 {

	public static void main(String[] args) {
		
		ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
		//向ArrayList集合中放几组数据
		list.add(new Student("张三",100));
		list.add(new Student("李四",80));
		list.add(new Student("王五",81));
		list.add(new Student("李华",90));
		list.add(new Student("小芳",82));
		list.add(new Student("张芳",77));
		//通过Collections.sort进行排序
		Collections.sort(list);
		
		/*
		 *foreach遍历 
		 */
		for(Student student:list) {
			System.out.println("学生名"+student.getName()+"  成绩"+student.getGrade());
		}

	}
}

参数：
o - 要比较的对象。 
返回：
负整数、零或正整数，根据此对象是小于、等于还是大于指定对象。 

3、Comparator

强行对某个对象 collection 进行整体排序 的比较函数。可以将 Comparator 传递给 sort 方法（如 Collections.sort 或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用 Comparator 来控制某些数据结构（如有序 set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象 collection 提供排序。

public class Test3 {

	public static void main(String[] args) {
		
		ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
		//向ArrayList集合中放几组数据
		list.add(new Student("张三",100));
		list.add(new Student("李四",80));
		list.add(new Student("王五",60));
		list.add(new Student("李华",90));
		list.add(new Student("小芳",82));
		list.add(new Student("张芳",77));
		
		//通过Collections.sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)方法进行排序
		//需实现一个比较器
		Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
			@Override
			public int compare(Student o1, Student o2) {
				if (o1 == null || o2 == null){
					return 0;
				} else {
				return o1.getName().compareTo(o2.getName());
				}
			}	
		});
		
		/*
		 *foreach遍历 
		 */
		for(Student student:list) {
			System.out.println("学生名"+student.getName()+"  成绩"+student.getGrade());
		}
	}
}

结果：将名字相同的排在一起

学生名小芳  成绩82
学生名张三  成绩100
学生名张芳  成绩77
学生名李华  成绩90
学生名李四  成绩80
学生名王五  成绩60

参数：
o1 - 要比较的第一个对象。
o2 - 要比较的第二个对象。 
返回：
根据第一个参数小于、等于或大于第二个参数分别返回负整数、零或正整数。 

Comparable与Comparator的区别

1、Comparable接口与Comparator接口位于不同的包。
2、Comparable接口是一个排序接口，定义了默认的比较规则，如果一个类实现了Comparable接口，该类对象的列表和数组就可通过Collections.sort或Arrays.sort方法进行自动排序。Comparable是一个内部比较器，无需指定比较器，而Comparator接口是比较工具接口，需要实现一个比较器，定义临时的比较规则。在对那些没有实现Comparable接口或者对已经实现的Comparable中的排序规则不满意时可Comparator通过自定义一些规则进行排序。
3、Comparable是一个内部比较器，而Comparator则是一个外部比较器。
4、注意类对象的列表和数组内的null值。