一篇文章带你深入理解 Comparable 和 Comparator

Posted 2021-12-03 南淮北安

每当实现一个对排序敏感的类时，都应该让这个类实现 Comparable 接口，以便其实例可以轻松的分类搜索，以及用于基于比较的集合中

每当在comparTo 方法的实习比较域值时，都要避免使用 <和 > 操作符，而应该在装箱基本类型中使用静态的 compare 方法，或者在 Comparator 接口中使用比较器构造方法

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 100;
        int b = 345;
        // 整型的比较
        System.out.println(Integer.compare(a,b));
        String str1 = "abc";
        String str2 = "abd";
        // 字符串类型的比较
        System.out.println(str1.compareTo(str2));
    }
}

文章目录

• • 一、Comparable
  • 二、Comparator
  • 三、两者比较

一、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。

每当在comparTo 方法的实习比较域值时，都要避免使用 <和 > 操作符，而应该在装箱基本类型中使用静态的 compare 方法，或者在 Comparator 接口中使用比较器构造方法

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。

// TestDemo 类
@Data
@Builder
public class TestDemo implements Comparable<TestDemo> {
    private String name;
    private Integer id;

    @Override
    public int compareTo(TestDemo o) {
        // 按照名字的长度进行排序
        // return this.name.length() - o.name.length();
        return Integer.compare(this.name.length(),o.name.length());
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        TestDemo demo1 = TestDemo.builder().name("l").id(1).build();
        TestDemo demo2 = TestDemo.builder().name("lll").id(1).build();
        TestDemo demo3 = TestDemo.builder().name("ll").id(2).build();
        List<TestDemo> list = new ArrayList<>();
        list.add(demo1);
        list.add(demo2);
        list.add(demo3);
        // 按 name 的长度从小到大排序
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}

结果：

Comparable可以认为是一个内比较器，实现了Comparable接口的类有一个特点，就是这些类是可以和自己比较的，至于具体和另一个实现了Comparable接口的类如何比较，则依赖compareTo方法的实现，compareTo方法也被称为自然比较方法。

如果开发者add进入一个Collection的对象想要Collections的sort方法帮你自动进行排序的话，那么这个对象必须实现Comparable接口。

compareTo方法的返回值是int，有三种情况：
（1）比较者大于被比较者（也就是compareTo方法里面的对象），那么返回正整数
（2）比较者等于被比较者，那么返回0
（3）比较者小于被比较者，那么返回负整数

二、Comparator

Comparator可以认为是是一个外比较器，有两种情况可以使用实现Comparator接口的方式：

（1）一个对象不支持自己和自己比较（没有实现Comparable接口），但是又想对两个对象进行比较
（2）一个对象实现了Comparable接口，但是开发者认为compareTo方法中的比较方式并不是自己想要的那种比较方式

Comparator 接口里面有一个compare方法，方法有两个参数T o1和T o2，是泛型的表示方式，分别表示待比较的两个对象，方法返回值和Comparable接口一样是int，有三种情况：
（1）o1大于o2，返回正整数
（2）o1等于o2，返回0
（3）o1小于o3，返回负整数

// TestDemo 类
@Data
@Builder
public class TestDemo {
    private String name;
    private Integer id;
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        TestDemo demo1 = TestDemo.builder().name("l").id(1).build();
        TestDemo demo2 = TestDemo.builder().name("lll").id(1).build();
        TestDemo demo3 = TestDemo.builder().name("ll").id(2).build();
        List<TestDemo> list = new ArrayList<>();
        list.add(demo1);
        list.add(demo2);
        list.add(demo3);
        // 按 name 的长度从小到大排序
        list.sort(new Comparator<TestDemo>() {
            @Override
            public int compare(TestDemo o1, TestDemo o2) {
                return o1.getName().length() - o2.getName().length();
            }
        });
		// lambada 表达式简写
        // list.sort((o1,o2)->o1.getName().length() - o2.getName().length());
        System.out.println(list);
    }
}

结果：

有一点需要注意，对于自定义排序，一定要是引用类型，不能是基本数据类型

比如：就无法自定义排序

int[] arr = new int[]{1,3,2};

是整型，才可以

Integer[] arr = new Integer[]{1,3,2};

三、两者比较

接口都可以用来实现集合中元素的比较、排序，Comparator 位于包 java.util 下，而Comparable 位于包 java.lang 下，Comparable 接口将比较代码嵌入自身类中，而后者在一个独立的类中实现比较。

像 Integer、String 等这些基本类型的 JAVA 封装类都已经实现了 Comparable 接口，这些类对象本身就支持自比较，直接调用 Collections.sort() 就可以对集合中元素的排序，无需自己去实现Comparable接口。

而有些自定义类的List序列，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，也就是指定使用 Comparator（临时规则排序，也称作专门规则排序），如果不指定 Comparator，那么就用自然规则排序，这里的自然顺序就是实现 Comparable 接口设定的排序方式

一个类实现了Camparable接口则表明这个类的对象之间是可以相互比较的，这个类对象组成的集合就可以直接使用sort方法排序。

Comparator可以看成一种算法的实现，将算法和数据分离，Comparator也可以在下面两种环境下使用：

• 类的设计师没有考虑到比较问题而没有实现Comparable，可以通过 Comparator 来实现排序而不必改变对象本身
• 以使用多种排序标准，比如升序、降序等

总结一下，两种比较器Comparable和Comparator，后者相比前者有如下优点：

• 如果实现类没有实现Comparable接口，又想对两个类进行比较（或者实现类实现了Comparable接口，但是对compareTo方法内的比较算法不满意），那么可以实现Comparator接口，自定义一个比较器，写比较算法
• 实现Comparable接口的方式比实现Comparator接口的耦合性要强一些，如果要修改比较算法，则需要修改Comparable接口的实现类，而实现Comparator的类是在外部进行比较的，不需要对实现类有任何修改。
  从这个角度说，实现Comparable接口的方式其实有些不太好，尤其在我们将实现类的.class文件打成一个.jar文件提供给开发者使用的时候。
  实际上实现Comparator 接口的方式后面会写到就是一种典型的策略模式。