來吧,一文徹底搞懂Java中的Comparable和Comparator

沉默王二發表於2020-01-07

大家好,我是沉默王二,今天在逛 programcreek 的時候,我發現了一些專注細節但價值連城的主題。比如說:Java 的 Comparable 和 Comparator 是兄弟倆嗎?像這類靈魂拷問的主題,非常值得深入地研究一下。

Comparable 和 Comparator 是 Java 的兩個介面,從名字上我們就能夠讀出來它們倆的相似性:以某種方式來比較兩個物件。但它們之間到底有什麼區別呢?請隨我來,打怪進階嘍!

01、Comparable

Comparable 介面的定義非常簡單,原始碼如下所示。

public interface Comparable<T{
    int compareTo(T t);
}
複製程式碼

如果一個類實現了 Comparable 介面(只需要幹一件事,重寫 compareTo() 方法),就可以按照自己制定的規則將由它建立的物件進行比較。下面給出一個例子。

public class Cmower implements Comparable<Cmower{
    private int age;
    private String name;

    public Cmower(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(Cmower o) {
        return this.getAge() - o.getAge();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Cmower wanger = new Cmower(19,"沉默王二");
        Cmower wangsan = new Cmower(16,"沉默王三");

        if (wanger.compareTo(wangsan) < 0) {
            System.out.println(wanger.getName() + "比較年輕有為");
        } else {
            System.out.println(wangsan.getName() + "比較年輕有為");
        }
    }
}
複製程式碼

在上面的示例中,我建立了一個 Cmower 類,它有兩個欄位:age 和 name。Cmower 類實現了 Comparable 介面,並重寫了 compareTo() 方法。

程式輸出的結果是“沉默王三比較年輕有為”,因為他比沉默王二小三歲。這個結果有什麼憑證嗎?

憑證就在於 compareTo() 方法,該方法的返回值可能為負數,零或者正數,代表的意思是該物件按照排序的規則小於、等於或者大於要比較的物件。如果指定物件的型別與此物件不能進行比較,則引發 ClassCastException 異常(自從有了泛型,這種情況就少有發生了)。

02、Comparator

Comparator 介面的定義相比較於 Comparable 就複雜的多了,不過,核心的方法只有兩個,來看一下原始碼。

public interface Comparator<T{
    int compare(T o1, T o2);
    boolean equals(Object obj);
}
複製程式碼

第一個方法 compare(T o1, T o2) 的返回值可能為負數,零或者正數,代表的意思是第一個物件小於、等於或者大於第二個物件。

第二個方法 equals(Object obj) 需要傳入一個 Object 作為引數,並判斷該 Object 是否和 Comparator 保持一致。

有時候,我們想讓類保持它的原貌,不想主動實現 Comparable 介面,但我們又需要它們之間進行比較,該怎麼辦呢?

Comparator 就派上用場了,來看一下示例。

1)原封不動的 Cmower 類。

public class Cmower  {
    private int age;
    private String name;

    public Cmower(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
}
複製程式碼

(說好原封不動,getter/setter 吃了啊)

Cmower 類有兩個欄位:age 和 name,意味著該類可以按照 age 或者 name 進行排序。

2)再來看 Comparator 介面的實現類。

public class CmowerComparator implements Comparator<Cmower{
    @Override
    public int compare(Cmower o1, Cmower o2) {
        return o1.getAge() - o2.getAge();
    }
}
複製程式碼

按照 age 進行比較。當然也可以再實現一個比較器,按照 name 進行自然排序,示例如下。

public class CmowerNameComparator implements Comparator<Cmower{
    @Override
    public int compare(Cmower o1, Cmower o2) {
        if (o1.getName().hashCode() < o2.getName().hashCode()) {
            return -1;
        } else if (o1.getName().hashCode() == o2.getName().hashCode()) {
            return 0;
        }
        return 1;
    }
}
複製程式碼

3)再來看測試類。

Cmower wanger = new Cmower(19,"沉默王二");
Cmower wangsan = new Cmower(16,"沉默王三");
Cmower wangyi = new Cmower(28,"沉默王一");

List<Cmower> list = new ArrayList<>();
list.add(wanger);
list.add(wangsan);
list.add(wangyi);

list.sort(new CmowerComparator());

for (Cmower c : list) {
    System.out.println(c.getName());
}
複製程式碼

建立了三個物件,age 不同,name 不同,並把它們加入到了 List 當中。然後使用 List 的 sort() 方法進行排序,來看一下輸出的結果。

沉默王三
沉默王二
沉默王一
複製程式碼

這意味著沉默王三的年紀比沉默王二小,排在第一位;沉默王一的年紀比沉默王二大,排在第三位。和我們的預期完全符合。

03、到底該用哪一個呢?

通過上面的兩個例子可以比較出 Comparable 和 Comparator 兩者之間的區別:

  • 一個類實現了 Comparable 介面,意味著該類的物件可以直接進行比較(排序),但比較(排序)的方式只有一種,很單一。
  • 一個類如果想要保持原樣,又需要進行不同方式的比較(排序),就可以定製比較器(實現 Comparator 介面)。
  • Comparable 介面在 java.lang 包下,而 Comparator 介面在 java.util 包下,算不上是親兄弟,但可以稱得上是表(堂)兄弟。

舉個不恰當的例子。我想從洛陽出發去北京看長城,體驗一下好漢的感覺,要麼坐飛機,要麼坐高鐵;但如果是孫悟空的話,翻個筋斗就到了。我和孫悟空之間有什麼區別呢?孫悟空自己實現了 Comparable 介面(他那年代也沒有飛機和高鐵,沒得選),而我可以藉助 Comparator 介面(現代化的交通工具)。

總而言之,如果物件的排序需要基於自然順序,請選擇 Comparable,如果需要按照物件的不同屬性進行排序,請選擇 Comparator

04、鳴謝

好了,各位讀者朋友們,以上就是本文的全部內容了。能看到這裡的都是最胖的程式設計師(不,最棒),升職加薪就是你了?。如果覺得不過癮,還想看到更多,可以 star 二哥的 GitHub【itwanger.github.io】,本文已收錄。

原創不易,如果覺得有點用的話,請不要吝嗇你手中點讚的權力——這將是我最強的寫作動力。

相關文章