Comparable與Comparator淺析
今天博主在翻閱TreeMap的原始碼,發現其鍵必須是實現Comparable或者Comparator的介面時產生了一些興趣,比如在TreeMap中的put方法分別對Comparable和Comparator介面分別進行處理。那麼疑問就來了,Comparable和Comparator介面的區別是什麼,Java中為什麼會存在兩個類似的介面?
Comparable和Comparator介面都是用來比較大小的,首先來看一下Comparable的定義:
package java.lang;
import java.util.*;
public interface Comparable<T> {
public int compareTo(T o);
}
Comparator的定義如下:
package java.util;
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
boolean equals(Object obj);
}
Comparable對實現它的每個類的物件進行整體排序。這個介面需要類本身去實現(這句話沒看懂?沒關係,接下來看個例子就明白了)。若一個類實現了Comparable 介面,實現 Comparable 介面的類的物件的 List 列表 ( 或陣列)可以通過 Collections.sort(或 Arrays.sort)進行排序。此外,實現 Comparable 介面的類的物件 可以用作 “有序對映 ( 如 TreeMap)” 中的鍵或 “有序集合 (TreeSet)” 中的元素,而不需要指定比較器。
舉例(類Person1實現了Comparable介面)
package collections;
public class Person1 implements Comparable<Person1>
{
private int age;
private String name;
public Person1(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public int compareTo(Person1 o)
{
return this.age-o.age;
}
@Override
public String toString()
{
return name+":"+age;
}
}
可以看到Person1實現了Comparable介面中的compareTo方法。實現Comparable介面必須修改自身的類,即在自身類中實現介面中相應的方法。
測試程式碼:
Person1 person1 = new Person1("zzh",18);
Person1 person2 = new Person1("jj",17);
Person1 person3 = new Person1("qq",19);
List<Person1> list = new ArrayList<>();
list.add(person1);
list.add(person2);
list.add(person3);
System.out.println(list);
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
輸出結果:
[zzh:18, jj:17, qq:19]
[jj:17, zzh:18, qq:19]
如果我們的這個類無法修改,譬如String,我們又要對其進行排序,當然String中已經實現了Comparable介面,如果單純的用String舉例就不太形象。對類自身無法修改這就用到了Comparator這個介面(策略模式)。
public final class Person2
{
private int age;
private String name;
public Person2(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString()
{
return name+":"+age;
}
//getter and setter方法省略....
}
如類Person2,這個類已經固定,無法進行對其類自身的修改,也修飾詞final了,你也別想繼承再implements Comparable,那麼此時怎麼辦呢?在類的外部使用Comparator的介面。如下測試程式碼:
Person2 p1 = new Person2("zzh",18);
Person2 p2 = new Person2("jj",17);
Person2 p3 = new Person2("qq",19);
List<Person2> list2 = new ArrayList<Person2>();
list2.add(p1);
list2.add(p2);
list2.add(p3);
System.out.println(list2);
Collections.sort(list2,new Comparator<Person2>(){
@Override
public int compare(Person2 o1, Person2 o2)
{
if(o1 == null || o2 == null)
return 0;
return o1.getAge()-o2.getAge();
}
});
System.out.println(list2);
輸出結果:
[zzh:18, jj:17, qq:19]
[jj:17, zzh:18, qq:19]
這裡(public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) )採用了內部類的實現方式,實現compare方法,對類Person2的list進行排序。
再譬如博主遇到的真實案例中,需要對String進行排序,且不區分大小寫,我們知道String中的排序是字典排序,譬如:A a D排序之後為A D a,這樣顯然不對,那麼該怎麼辦呢?同上(下面程式碼中的list是一個String的List集合):
Collections.sort(list, new Comparator<String>()
{
@Override
public int compare(String o1, String o2)
{
if(o1 == null || o2 == null)
return 0;
return o1.toUpperCase().compareTo(o2.toUpperCase());
}
});
這樣就可以實現不區分大小進行排序String的集合了,是不是很方便~
細心的同學可能會有疑問,明明在Comparator介面中定義了兩個方法,為什麼繼承的時候只實現了一個方法,難道要顛覆我對Java介面常識的理解了嚒?
實際上,我們知道當一個類沒有顯式繼承父類的時候,會有一個預設的父類,即java.lang.Object,在Object類中有一個方法即為equals方法,所以這裡並不強制要求實現Comparator介面的類要實現equals方法,直接呼叫父類的即可,雖然你顯式的實現了equals()方法 will be a better choice~
在《Effective Java》一書中,作者Joshua Bloch推薦大家在編寫自定義類的時候儘可能的考慮實現一下Comparable介面,一旦實現了Comparable介面,它就可以跟許多泛型演算法以及依賴於改介面的集合實現進行協作。你付出很小的努力就可以獲得非常強大的功能。
事實上,Java平臺類庫中的所有值類都實現了Comparable介面。如果你正在編寫一個值類,它具有非常明顯的內在排序關係,比如按字母順序、按數值順序或者按年代順序,那你就應該堅決考慮實現這個介面。
compareTo方法不但允許進行簡單的等同性進行比較,而且語序執行順序比較,除此之外,它與Object的equals方法具有相似的特徵,它還是一個泛型。類實現了Comparable介面,就表明它的例項具有內在的排序關係,為實現Comparable介面的物件陣列進行排序就這麼簡單: Arrays.sort(a);
對儲存在集合中的Comparable物件進行搜尋、計算極限值以及自動維護也同樣簡單。列如,下面的程式依賴於String實現了Comparable介面,它去掉了命令列引數列表中的重複引數,並按字母順序打印出來:
public class WordList{
public static void main(String args[]){
Set<String> s = new TreeSet<String>();
Collections.addAll(s,args);
System.out.println(s);
}
}
Comparable 是排序介面;若一個類實現了 Comparable 介面,就意味著 “該類支援排序”。而 Comparator 是比較器;我們若需要控制某個類的次序,可以建立一個 “該類的比較器” 來進行排序。
前者應該比較固定,和一個具體類相繫結,而後者比較靈活,它可以被用於各個需要比較功能的類使用。可以說前者屬於 “靜態繫結”,而後者可以 “動態繫結”。
我們不難發現:Comparable 相當於 “內部比較器”,而 Comparator 相當於 “外部比較器”。
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