java源码之Comparable和Comparator

Posted xdyixia

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了java源码之Comparable和Comparator相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1，Comparable 简介

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”。  即然实现Comparable接口的类支持排序，假设现在存在“实现Comparable接口的类的对象的List列表(或数组)”，则该List列表(或数组)可以通过 Collections.sort（或 Arrays.sort）进行排序。

此外，“实现Comparable接口的类的对象”可以用作“有序映射(如TreeMap)”中的键或“有序集合(TreeSet)”中的元素，而不需要指定比较器。

Comparable 定义

Comparable 接口仅仅只包括一个函数，它的定义如下：

package java.lang;
import java.util.*;

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

说明：
假设我们通过 x.compareTo(y) 来“比较x和y的大小”。若返回“负数”，意味着“x比y小”；返回“零”，意味着“x等于y”；返回“正数”，意味着“x大于y”。

2，Comparator 简介

Comparator 是比较器接口。

我们若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类来新建一个比较器”，然后通过该比较器对类进行排序。

Comparator 定义

Comparator 接口仅仅只包括两个个函数，它的定义如下：

package java.util;

public interface Comparator<T> {

    int compare(T o1, T o2);

    boolean equals(Object obj);
}

说明：
(01) 若一个类要实现Comparator接口：它一定要实现compareTo(T o1, T o2) 函数，但可以不实现 equals(Object obj) 函数。

为什么可以不实现 equals(Object obj) 函数呢？ 因为任何类，默认都是已经实现了equals(Object obj)的。 Java中的一切类都是继承于java.lang.Object，在Object.java中实现了equals(Object obj)函数；所以，其它所有的类也相当于都实现了该函数。

(02) 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”。

 3，Comparator 和 Comparable 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。

我们不难发现：Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。

我们通过一个测试程序来对这两个接口进行说明。源码如下：

 

  1 import java.util.*;
  2 import java.lang.Comparable;
  3 
  4 /**
  5  * @desc "Comparator"和“Comparable”的比较程序。
  6  *   (01) "Comparable"
  7  *   它是一个排序接口，只包含一个函数compareTo()。
  8  *   一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类本身支持排序”，它可以直接通过Arrays.sort() 或 Collections.sort()进行排序。
  9  *   (02) "Comparator"
 10  *   它是一个比较器接口，包括两个函数：compare() 和 equals()。
 11  *   一个类实现了Comparator接口，那么它就是一个“比较器”。其它的类，可以根据该比较器去排序。
 12  *
 13  *   综上所述：Comparable是内部比较器，而Comparator是外部比较器。
 14  *   一个类本身实现了Comparable比较器，就意味着它本身支持排序；若它本身没实现Comparable，也可以通过外部比较器Comparator进行排序。
 15  */
 16 public class CompareComparatorAndComparableTest{
 17 
 18     public static void main(String[] args) {
 19         // 新建ArrayList(动态数组)
 20         ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
 21         // 添加对象到ArrayList中
 22         list.add(new Person("ccc", 20));
 23         list.add(new Person("AAA", 30));
 24         list.add(new Person("bbb", 10));
 25         list.add(new Person("ddd", 40));
 26 
 27         // 打印list的原始序列
 28         System.out.printf("Original  sort, list:%s\\n", list);
 29 
 30         // 对list进行排序
 31         // 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序，即会根据“name”进行排序
 32         Collections.sort(list);
 33         System.out.printf("Name      sort, list:%s\\n", list);
 34 
 35         // 通过“比较器(AscAgeComparator)”，对list进行排序
 36         // AscAgeComparator的排序方式是：根据“age”的升序排序
 37         Collections.sort(list, new AscAgeComparator());
 38         System.out.printf("Asc(age)  sort, list:%s\\n", list);
 39 
 40         // 通过“比较器(DescAgeComparator)”，对list进行排序
 41         // DescAgeComparator的排序方式是：根据“age”的降序排序
 42         Collections.sort(list, new DescAgeComparator());
 43         System.out.printf("Desc(age) sort, list:%s\\n", list);
 44 
 45         // 判断两个person是否相等
 46         testEquals();
 47     }
 48 
 49     /**
 50      * @desc 测试两个Person比较是否相等。
 51      *   由于Person实现了equals()函数：若两person的age、name都相等，则认为这两个person相等。
 52      *   所以，这里的p1和p2相等。
 53      *
 54      *   TODO：若去掉Person中的equals()函数，则p1不等于p2
 55      */
 56     private static void testEquals() {
 57         Person p1 = new Person("eee", 100);
 58         Person p2 = new Person("eee", 100);
 59         if (p1.equals(p2)) {
 60             System.out.printf("%s EQUAL %s\\n", p1, p2);
 61         } else {
 62             System.out.printf("%s NOT EQUAL %s\\n", p1, p2);
 63         }
 64     }
 65 
 66     /**
 67      * @desc Person类。
 68      *       Person实现了Comparable接口，这意味着Person本身支持排序
 69      */
 70     private static class Person implements Comparable<Person>{
 71         int age;
 72         String name;
 73 
 74         public Person(String name, int age) {
 75             this.name = name;
 76             this.age = age;
 77         }
 78 
 79         public String getName() {
 80             return name;
 81         }
 82 
 83         public int getAge() {
 84             return age;
 85         }
 86 
 87         public String toString() {
 88             return name + " - " +age;
 89         }
 90 
 91         /**
 92          * 比较两个Person是否相等：若它们的name和age都相等，则认为它们相等
 93          */
 94         boolean equals(Person person) {
 95             if (this.age == person.age && this.name == person.name)
 96                 return true;
 97             return false;
 98         }
 99 
100         /**
101          * @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口，即重写compareTo<T t>函数。
102          *  这里是通过“person的名字”进行比较的
103          */
104         @Override
105         public int compareTo(Person person) {
106             return name.compareTo(person.name);
107             //return this.name - person.name;
108         }
109     }
110 
111     /**
112      * @desc AscAgeComparator比较器
113      *       它是“Person的age的升序比较器”
114      */
115     private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {
116         
117         @Override 
118         public int compare(Person p1, Person p2) {
119             return p1.getAge() - p2.getAge();
120         }
121     }
122 
123     /**
124      * @desc DescAgeComparator比较器
125      *       它是“Person的age的升序比较器”
126      */
127     private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {
128         
129         @Override 
130         public int compare(Person p1, Person p2) {
131             return p2.getAge() - p1.getAge();
132         }
133     }
134 
135 }

下面对这个程序进行说明。

a) Person类定义。如下：

private static class Person implements Comparable<Person>{
    int age;
    String name;
        
        ...

    /** 
     * @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口，即重写compareTo<T t>函数。
     *  这里是通过“person的名字”进行比较的
     */
    @Override
    public int compareTo(Person person) {
        return name.compareTo(person.name);
        //return this.name - person.name;
    }   
}

说明：
(01) Person类代表一个人，Persong类中有两个属性：age(年纪) 和 name“人名”。
(02) Person类实现了Comparable接口，因此它能被排序。

 b) 在main()中，我们创建了Person的List数组(list)。如下：

// 新建ArrayList(动态数组)
ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
// 添加对象到ArrayList中
list.add(new Person("ccc", 20));
list.add(new Person("AAA", 30));
list.add(new Person("bbb", 10));
list.add(new Person("ddd", 40));

c) 接着，我们打印出list的全部元素。如下：

// 打印list的原始序列
System.out.printf("Original sort, list:%s\\n", list);

d) 然后，我们通过Collections的sort()函数，对list进行排序。

    由于Person实现了Comparable接口，因此通过sort()排序时，会根据Person支持的排序方式，即 compareTo(Person person) 所定义的规则进行排序。如下：

// 对list进行排序
// 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序，即会根据“name”进行排序
Collections.sort(list);
System.out.printf("Name sort, list:%s\\n", list);

e) 对比Comparable和Comparator

    我们定义了两个比较器 AscAgeComparator 和 DescAgeComparator，来分别对Person进行 升序 和 降低 排序。

e.1) AscAgeComparator比较器

它是将Person按照age进行升序排序。代码如下：

/**
 * @desc AscAgeComparator比较器
 *       它是“Person的age的升序比较器”
 */
private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {

    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p1.getAge() - p2.getAge();
    }
}

e.2) DescAgeComparator比较器

它是将Person按照age进行降序排序。代码如下：

/**
 * @desc DescAgeComparator比较器
 *       它是“Person的age的升序比较器”
 */
private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {

    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p2.getAge() - p1.getAge();
    }
}

f) 运行结果

运行程序，输出如下：

4,TreeMap和TreeSet的两种排序方式

集合框架中，list、TreeMap、TreeSet是存储有序的，所以我们可以改变他们的排序的规则。

其实就是上面的两个接口对应的两种方式，一种是容器中要存储的元素的类实现了Comparable接口；

一种是我们自定义一个排序类（外部比较器），实现Comparator接口。

1）自然排序， 就是上面说的往容器里添加的元素的类实现了Comparable接口。

需要做的就是重写compareTo(Object obj)，在此方法内指明按照元素的哪个属性进行排序。

若不实现此接口，会报运行时异常。

2）定制排序，创建一个实现Comparator接口的实现类的对象。在实现类中重写Comparator的compare(Object o1,Object o2)方法；

在此compare()方法中指明按照元素所在类的哪个属性进行排序；

将此实现Comparator接口的实现类的对象作为形参传递给TreeSet的构造器中；

向TreeSet中添加元素即可。若不实现此接口，会报运行时异常

 

转自：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324788.html

 

以上是关于java源码之Comparable和Comparator的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Java自然排序 Comparable的使用

java之比较器

0002JDK源码分析之Appendable接口家族

Java：Effective java学习笔记之 考虑实现Comparable 接口

java集合类型源码解析之PriorityQueue

Java基础之Comparable接口, Collections类，Iterator接口，泛型(Generic)