compareTo()和compare()的详解和区别

本文详细介绍了Java中Comparable和Comparator接口的作用,解释了compareTo()方法用于实现类的排序,而compare()方法则用于创建外部比较器。通过示例展示了如何使用这两个方法进行对象比较和排序,并对比了它们之间的优缺点。

背景:
Java的Comparator和Comparable当需要排序的集合或数组不是单纯的数字型时,通常可以使用Comparator或Comparable,以简单的方式实现对象排序或自定义排序。
一,compareTo():
Comparable是排序接口。若一个类实现了Comparable接口,就意味着该类支持排序。实现了Comparable接口的类的对象的列表或数组可以通过Collections.sort或Arrays.sort进行自动排序。

此外,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集合,无需指定比较器。该接口定义如下:

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

T表示可以与此对象进行比较的那些对象的类型。

此接口只有一个方法compareTo,比较此对象与指定对象的顺序,如果该对象小于、等于或大于指定对象,则分别返回负整数、零或正整数。

现在我们假设一个Person类,代码如下:

public class Person
{
    String name;
    int age;
    public Person(String name, int age)
    {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName()
    {
        return name;
    }
  public int getAge()
    {
        return age;
    }
}

现在有两个Person类的对象,我们如何来比较二者的大小呢?我们可以通过让Person实现Comparable接口:

public class Person implements Comparable<Person>
{
    String name;
    int age;
    public Person(String name, int age)
    {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName()
    {
        return name;
    }
    public int getAge()
    {
        return age;
    }
    @Override
    public int compareTo(Person p)
    {
        return this.age-p.getAge();
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        Person[] people=new Person[]{new Person("xujian", 20),new Person("xiewei", 10)};
        System.out.println("排序前");
        for (Person person : people)
        {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge());
        }
        Arrays.sort(people);
        System.out.println("\n排序后");
        for (Person person : people)
        {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge());
        }
    }
}

结果为:

排序前:xujian20 xiewei10
排序后:xiewei10 xujian20

二,compare()
Comparator是比较接口,我们如果需要控制某个类的次序,而该类本身不支持排序(即没有实现Comparable接口),那么我们就可以建立一个“该类的比较器”来进行排序,这个“比较器”只需要实现Comparator接口即可。也就是说,我们可以通过实现Comparator来新建一个比较器,然后通过这个比较器对类进行排序。该接口定义如下:

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

注意:1、若一个类要实现Comparator接口:它一定要实现compare(T o1, T o2) 函数,但可以不实现 equals(Object obj) 函数。

2、int compare(T o1, T o2) 是“比较o1和o2的大小”。返回“负数”,意味着“o1比o2小”;返回“零”,意味着“o1等于o2”;返回“正数”,意味着“o1大于o2”。

现在假如上面的Person类没有实现Comparable接口,该如何比较大小呢?我们可以新建一个类,让其实现Comparator接口,从而构造一个“比较器"。

public class PersonCompartor implements Comparator<Person>
{
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2)
    {
        return o1.getAge()-o2.getAge();
    }
}

现在我们就可以利用这个比较器来对其进行排序:

public class Person
{
    String name;
    int age;
    public Person(String name, int age)
    {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName()
    {
        return name;
    }
    public int getAge()
    {
        return age;
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        Person[] people=new Person[]{new Person("xujian", 20),new Person("xiewei", 10)};
        System.out.println("排序前");
        for (Person person : people)
        {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge());
        }
        Arrays.sort(people,new PersonCompartor());
        System.out.println("\n排序后");
        for (Person person : people)
        {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge());
        }
    }
}

程序运行结果为:
排序前:xujian20 xiewei10
排序后:xiewei10 xujian20

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。

比如:你想对整数采用绝对值大小来排序,Integer 是不符合要求的,你不需要去修改 Integer 类(实际上你也不能这么做)去改变它的排序行为,只要使用一个实现了 Comparator 接口的对象来实现控制它的排序就行了。

 import java.util.*;
     
      public class AbsComparator implements Comparator   {     
      	public int compare(Object   o1,   Object   o2)   {   
      	int v1 = Math.abs(((Integer)o1).intValue());     
     
            
      	int v2 = Math.abs(((Integer)o2).intValue());     
   
            
      return v1 > v2? 1 : (v1   ==   v2   ? 0 : -1 );     
     }     
   
    }

三,comparable和Comparator区别比较
Comparable是排序接口,若一个类实现了Comparable接口,就意味着“该类支持排序”。而Comparator是比较器,我们若需要控制某个类的次序,可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。Comparable相当于“内部比较器”,而Comparator相当于“外部比较器”。两种方法各有优劣, 用Comparable 简单, 只要实现Comparable 接口的对象直接就成为一个可以比较的对象,但是需要修改源代码。 用Comparator 的好处是不需要修改源代码, 而是另外实现一个比较器, 当某个自定义的对象需要作比较的时候,把比较器和对象一起传递过去就可以比大小了, 并且在Comparator 里面用户可以自己实现复杂的可以通用的逻辑,使其可以匹配一些比较简单的对象,那样就可以节省很多重复劳动了。

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Java中,`Set`是一种常用的集合类型,继承自`Collection`接口,与`Collection`接口中的方法基本一致,但在功能约束上更加严格。`Set`接口中的元素无序,并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复 [^1][^3]。 `Set`集合有多个子类,常见的有`HashSet`、`LinkedHashSet``TreeSet` [^3][^4]。 - **HashSet**:是`Set`接口的一个实现类,所存储的元素不可重复,且存取顺序不一致。其底层由`HashMap`支持,根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置,因此具有良好的存取查找性能。保证元素唯一性依赖于`hashCode`与`equals`方法。只要往`HashSet`中存储自定义对象,该自定义对象所属的类必须重写`hashCode``equals`方法 [^3]。 示例代码如下: ```java import java.util.HashSet; import java.util.Set; public class HashSetExample { public static void main(String[] args) { Set<String> set = new HashSet<>(); set.add("apple"); set.add("banana"); set.add("apple"); // 重复元素,不会被添加 System.out.println(set); } } ``` - **LinkedHashSet**:是`HashSet`的子类,它不仅保证元素不重复,还能保证元素的插入顺序。其底层使用链表维护元素的插入顺序 [^3]。 示例代码如下: ```java import java.util.LinkedHashSet; import java.util.Set; public class LinkedHashSetExample { public static void main(String[] args) { Set<String> set = new LinkedHashSet<>(); set.add("apple"); set.add("banana"); set.add("cherry"); System.out.println(set); } } ``` - **TreeSet**:实现了`SortedSet`接口,是一个根据`compare()``compareTo()`的定义进行排序的有序容器。它可以对元素进行自然排序或根据指定的比较器进行排序 [^4]。 示例代码如下: ```java import java.util.TreeSet; import java.util.Set; public class TreeSetExample { public static void main(String[] args) { Set<Integer> set = new TreeSet<>(); set.add(3); set.add(1); set.add(2); System.out.println(set); } } ``` `Set`的使用场景包括: - **去除重复元素**:当需要从一组数据中去除重复项时,`Set`是一个很好的选择。例如,从一个包含重复单词的列表中提取不重复的单词 [^3]。 - **检查元素是否存在**:由于`Set`的查找性能较好,特别是`HashSet`,可以高效地检查某个元素是否存在于集合中。例如,在一个大型的数据集中检查某个特定的值是否已经存在 [^3]。 - **需要元素唯一性的场景**:在某些业务逻辑中,要求数据具有唯一性,如用户ID、商品编号等,使用`Set`可以确保数据的唯一性 [^3]。
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