Java 從入門到進階之路（二十五）

豐寸發表於2020-06-28
Java

在之前的文章我們介紹了一下 Java 中的  集合框架中的Collection 的子介面 List的 增刪改查和與陣列間相互轉換的方法，本章我們來看一下 Java 集合框架中的Collection 的子介面 List 的另外一些方法。

我們在使用集合的時候難免會對其中的元素進行排序，因為 Set 集合本身是無序的，所以本章將著重講解 List 集合，如下：

 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.Collections;
 3 import java.util.List;
 4 import java.util.Random;
 5 
 6 /**
 7  * 排序集合元素
 8  * 排序集合使用的是集合的工具類 Collections 的靜態方法 sort
 9  * 排序僅能對 List 集合進行，因為 Set 部分實現類是無序的
10  * */
11 public class Main {
12     public static void main(String[] args) {
13         List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
14         Random random = new Random();
15         for(int i=0;i<10;i++){
16             list.add(random.nextInt(100));
17         }
18         System.out.println(list); // [49, 24, 29, 59, 56, 1, 1, 5, 49, 60]
19 
20         Collections.sort(list);
21         System.out.println(list); // [1, 1, 5, 24, 29, 49, 49, 56, 59, 60]
22     }
23 }

在上面的程式碼中，我們隨機生成了一些正數並新增到 List 集合中，我們通過 sort 方法，系統變自動按照自然數的排列方法為我們做好了排序，很是方便，那如果 List 中使我們自己定義的內容，比如說一個類，那該如何排序呢，如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * 排序集合元素
 * 排序集合使用的是集合的工具類 Collections 的靜態方法 sort
 * 排序僅能對 List 集合進行，因為 Set 部分實現類是無序的
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Point> list = new ArrayList<Point>();
        list.add(new Point(1, 2));
        list.add(new Point(2, 3));
        list.add(new Point(4, 2));
        list.add(new Point(2, 5));
        list.add(new Point(9, 3));
        list.add(new Point(7, 1));
        System.out.println(list); // [(1, 2), (2, 3), (4, 2), (2, 5), (9, 3), (7, 1)]
        // Collections.sort(list); // 編譯錯誤，不知道 Point 排序規則
        /**
         * sort 方法要求集合必須實現 Comparable 介面
         * 該介面用於規定實現類事可以比較的
         * 其中一個 compareTo 方法時用來定義比較大小的規則
         * */
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list); // [(1, 2), (2, 3), (4, 2), (2, 5), (7, 1), (9, 3)]

    }
}

class Point implements Comparable<Point> { // 定義為泛型 T 型別
    private int x;
    private int y;

    public Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public int getX() {
        return x;
    }

    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }

    public int getY() {
        return y;
    }

    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "(" + x + ", " + y + ")";
    }

    /**
     * 當實現了 Comparable 介面後，需要重寫下面的方法
     * 該方法的作用是定義當前物件與給定引數物件比較大小的規則
     * 返回值為一個 int 值，該值表示大小關係
     * 它不關注具體的取值是多少，而關注的是取值範圍
     * 當返回值 >0 時：當前物件不引數物件大
     * 當返回值 <0 時：當前物件比引數物件小
     * 當返回值 =0 時：兩個物件相等
     */
    @Override
    public int compareTo(Point o) {
        /**
         * 比較規則，點到原點的距離長的打
         * */
        int len = this.x * this.x + this.y * this.y;
        int olen = o.x * o.x + o.y * o.y;
        return len - olen;
    }
}

在上面的程式碼中，我們跟之前一樣定義了一個 Point 類，然後例項化後存入 list 集合中，如果我們相對 Point 進行排序，如果直接呼叫 sort 方法會報錯，這是由於編譯器不知道我們定義的 Point 類的排序規則，所以我們需要通過介面 Comparable 介面來自定義排序規則，如下圖：

 

我們可以通過座標系中點到原點的距離來判斷 Point 的大小，即 x*x+y*y 的大小，然後通過重寫 compareTo 方法來實現 sort 。

實際上雖然能實現，但是並不理想，為了實現一個 sort 方法，要求我們的集合元素必須實現 Comparable 介面並且定義比較規則，這種我們想使用某個功能，而它要求我們修改程式的現象稱為“侵入性”。修改的程式碼越多，侵入性越強，越不利於程式的擴充套件。

我們再來看一下下面的排序：

 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.Collections;
 3 import java.util.List;
 4 
 5 public class Main {
 6     public static void main(String[] args) {
 7         List<String> list1 = new ArrayList<String>();
 8         list1.add("Java");
 9         list1.add("c++");
10         list1.add("Python");
11         list1.add("PHP");
12         Collections.sort(list1);
13         System.out.println(list1); // [Java, PHP, Python, c++]
14 
15         List<String> list2 = new ArrayList<String>();
16         list2.add("孫悟空");
17         list2.add("豬八戒");
18         list2.add("唐僧");
19         list2.add("六小齡童");
20         Collections.sort(list2);
21         System.out.println(list2); // [六小齡童, 唐僧, 孫悟空, 豬八戒]
22 
23     }
24 }

在上面的排序中，當我們對字母或漢字進行排序時，其實是比的第一個字的 Unicode 碼，那如果我們不使用 Comparable 的介面該如何自定義我們想要的實現規則呢？比如根據字串的長度來進行排序，其實 sort 有一個額外的過載方法來實現我們想要的結果，如下：

 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.Collections;
 3 import java.util.Comparator;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 public class Main {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         /**
 9          * 過載的 sort 方法要求傳入一個額外的比較器
10          * 該方法不再要求集合元素必須實現 Comparable 介面
11          * 並且不再使用集合元素資深的比較規則排序了
12          * 而是根據給定的這個額外的比較器的比較規則對集合元素進行排序
13          * 實際開發中也推薦使用這種方式進行集合元素排序
14          * 若集合元素是自定義的
15          * 建立比較器時推薦使用匿名內部類的形式
16          */
17         List<String> list1 = new ArrayList<String>();
18         list1.add("Java");
19         list1.add("c++");
20         list1.add("Python");
21         list1.add("PHP");
22         MyComparator myComparator1 = new MyComparator();
23         Collections.sort(list1, myComparator1); // 過載 sort
24         System.out.println(list1); // [c++, PHP, Java, Python]
25 
26         List<String> list2 = new ArrayList<String>();
27         list2.add("孫悟空");
28         list2.add("豬八戒");
29         list2.add("唐僧");
30         list2.add("六小齡童");
31         // 匿名內部類形式建立
32         Comparator<String> myComparator2 = new Comparator<String>() {
33             @Override
34             public int compare(String o1, String o2) {
35                 return o1.length() - o2.length();
36             }
37         };
38         Collections.sort(list2, myComparator2); // 過載 sort
39         System.out.println(list2); // [唐僧, 孫悟空, 豬八戒, 六小齡童]
40 
41     }
42 }
43 
44 /**
45  * 定義一個額外的比較器
46  * 該方法用來定義 o1 和 o2 的比較
47  * 若返回值 >0：o1>o2
48  * 若返回值 <0：o1<o2
49  * 若返回值 =0：兩個物件相等
50  */
51 class MyComparator implements Comparator<String> {
52     @Override
53     public int compare(String o1, String o2) {
54         /**
55          * 字串中字元多的大
56          * */
57         return o1.length() - o2.length();
58     }
59 }

    

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