【List、Set、資料結構、Collections】

主要內容

• 資料結構
• List集合
• Set集合
• Collections

教學目標

• 能夠說出List集合特點
• 能夠說出常見的資料結構
• 能夠說出陣列結構特點
• 能夠說出棧結構特點
• 能夠說出佇列結構特點
• 能夠說出單向連結串列結構特點
• 能夠說出Set集合的特點
• 能夠說出雜湊表的特點
• 使用HashSet集合儲存自定義元素
• 能夠說出可變引數的格式
• 能夠使用集合工具類
• 能夠使用Comparator比較器進行排序

第一章 資料結構

2.1 資料結構有什麼用？

當你用著java裡面的容器類很爽的時候，你有沒有想過，怎麼ArrayList就像一個無限擴充的陣列，也好像連結串列之類的。好用嗎？好用，這就是資料結構的用處，只不過你在不知不覺中使用了。

現實世界的儲存，我們使用的工具和建模。每種資料結構有自己的優點和缺點，想想如果Google的資料用的是陣列的儲存，我們還能方便地查詢到所需要的資料嗎？而演算法，在這麼多的資料中如何做到最快的插入，查詢，刪除，也是在追求更快。

我們java是物件導向的語言，就好似自動檔轎車，C語言好似手動檔吉普。資料結構呢？是變速箱的工作原理。你完全可以不知道變速箱怎樣工作，就把自動檔的車子從 A點 開到 B點，而且未必就比懂得的人慢。寫程式這件事，和開車一樣，經驗可以起到很大作用，但如果你不知道底層是怎麼工作的，就永遠只能開車，既不會修車，也不能造車。當然了，資料結構內容比較多，細細的學起來也是相對費功夫的，不可能達到一蹴而就。我們將常見的資料結構：堆疊、佇列、陣列、連結串列和紅黑樹 這幾種給大家介紹一下，作為資料結構的入門，瞭解一下它們的特點即可。

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-bLo9hJqH-1604505222793)(img\資料結構比喻.png)]

2.2 常見的資料結構

資料儲存的常用結構有：棧、佇列、陣列、連結串列和紅黑樹。我們分別來了解一下：

棧

• 棧：stack,又稱堆疊，它是運算受限的線性表，其限制是僅允許在標的一端進行插入和刪除操作，不允許在其他任何位置進行新增、查詢、刪除等操作。

簡單的說：採用該結構的集合，對元素的存取有如下的特點

• 先進後出（即，存進去的元素，要在後它後面的元素依次取出後，才能取出該元素）。例如，子彈壓進彈夾，先壓進去的子彈在下面，後壓進去的子彈在上面，當開槍時，先彈出上面的子彈，然後才能彈出下面的子彈。

• 棧的入口、出口的都是棧的頂端位置。

  [外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-IhOMfI6u-1604505222796)(img\堆疊.png)]

這裡兩個名詞需要注意：

• 壓棧：就是存元素。即，把元素儲存到棧的頂端位置，棧中已有元素依次向棧底方向移動一個位置。
• 彈棧：就是取元素。即，把棧的頂端位置元素取出，棧中已有元素依次向棧頂方向移動一個位置。

佇列

• 佇列：queue,簡稱隊，它同堆疊一樣，也是一種運算受限的線性表，其限制是僅允許在表的一端進行插入，而在表的另一端進行刪除。

簡單的說，採用該結構的集合，對元素的存取有如下的特點：

• 先進先出（即，存進去的元素，要在後它前面的元素依次取出後，才能取出該元素）。例如，小火車過山洞，車頭先進去，車尾後進去；車頭先出來，車尾後出來。
• 佇列的入口、出口各佔一側。例如，下圖中的左側為入口，右側為出口。

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-o2NbuCze-1604505222798)(img\佇列圖.bmp)]

陣列

• 陣列:Array,是有序的元素序列，陣列是在記憶體中開闢一段連續的空間，並在此空間存放元素。就像是一排出租屋，有100個房間，從001到100每個房間都有固定編號，通過編號就可以快速找到租房子的人。

簡單的說,採用該結構的集合，對元素的存取有如下的特點：

• 查詢元素快：通過索引，可以快速訪問指定位置的元素

  [外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-YdxONAmi-1604505222801)(img/陣列查詢快.png)]

• 增刪元素慢

• 指定索引位置增加元素：需要建立一個新陣列，將指定新元素儲存在指定索引位置，再把原陣列元素根據索引，複製到新陣列對應索引的位置。如下圖[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-3Bf6T9eE-1604505222803)(img/陣列新增.png)]

• **指定索引位置刪除元素：**需要建立一個新陣列，把原陣列元素根據索引，複製到新陣列對應索引的位置，原陣列中指定索引位置元素不復制到新陣列中。如下圖[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-jH5YmqRA-1604505222804)(img/陣列刪除.png)]

連結串列

• 連結串列:linked list,由一系列結點node（連結串列中每一個元素稱為結點）組成，結點可以在執行時i動態生成。每個結點包括兩個部分：一個是儲存資料元素的資料域，另一個是儲存下一個結點地址的指標域。我們常說的連結串列結構有單向連結串列與雙向連結串列，那麼這裡給大家介紹的是單向連結串列。

  [外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-UlEJvF7P-1604505222806)(img\單連結串列結構特點.png)]

簡單的說，採用該結構的集合，對元素的存取有如下的特點：

• 多個結點之間，通過地址進行連線。例如，多個人手拉手，每個人使用自己的右手拉住下個人的左手，依次類推，這樣多個人就連在一起了。

  [外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-gVgURCWQ-1604505222807)(img\單連結串列結構.png)]

• 查詢元素慢：想查詢某個元素，需要通過連線的節點，依次向後查詢指定元素

• 增刪元素快：

  • 增加元素：只需要修改連線下個元素的地址即可。

  [外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-No0hs8em-1604505222808)(img\增加結點.png)]

  • 刪除元素：只需要修改連線下個元素的地址即可。

  [外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-i8F6HSTO-1604505222809)(img\刪除結點.bmp)]

紅黑樹

• 二叉樹：binary tree ,是每個結點不超過2的有序樹（tree） 。

簡單的理解，就是一種類似於我們生活中樹的結構，只不過每個結點上都最多隻能有兩個子結點。

二叉樹是每個節點最多有兩個子樹的樹結構。頂上的叫根結點，兩邊被稱作“左子樹”和“右子樹”。

如圖：

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-L35I7prn-1604505222810)(img\二叉樹.bmp)]

我們要說的是二叉樹的一種比較有意思的叫做紅黑樹，紅黑樹本身就是一顆二叉查詢樹，將節點插入後，該樹仍然是一顆二叉查詢樹。也就意味著，樹的鍵值仍然是有序的。

紅黑樹的約束:

1. 節點可以是紅色的或者黑色的

2. 根節點是黑色的

3. 葉子節點(特指空節點)是黑色的

4. 每個紅色節點的子節點都是黑色的

5. 任何一個節點到其每一個葉子節點的所有路徑上黑色節點數相同

紅黑樹的特點:

​ 速度特別快,趨近平衡樹,查詢葉子元素最少和最多次數不多於二倍

第二章 List集合

我們掌握了Collection介面的使用後，再來看看Collection介面中的子類，他們都具備那些特性呢？

接下來，我們一起學習Collection中的常用幾個子類（java.util.List集合、java.util.Set集合）。

1.1 List介面介紹

java.util.List介面繼承自Collection介面，是單列集合的一個重要分支，習慣性地會將實現了List介面的物件稱為List集合。在List集合中允許出現重複的元素，所有的元素是以一種線性方式進行儲存的，在程式中可以通過索引來訪問集合中的指定元素。另外，List集合還有一個特點就是元素有序，即元素的存入順序和取出順序一致。

看完API，我們總結一下：

List介面特點：

1. 它是一個元素存取有序的集合。例如，存元素的順序是11、22、33。那麼集合中，元素的儲存就是按照11、22、33的順序完成的）。
2. 它是一個帶有索引的集合，通過索引就可以精確的操作集合中的元素（與陣列的索引是一個道理）。
3. 集合中可以有重複的元素，通過元素的equals方法，來比較是否為重複的元素。

tips:我們在基礎班的時候已經學習過List介面的子類java.util.ArrayList類，該類中的方法都是來自List中定義。

1.2 List介面中常用方法

List作為Collection集合的子介面，不但繼承了Collection介面中的全部方法，而且還增加了一些根據元素索引來操作集合的特有方法，如下：

• public void add(int index, E element): 將指定的元素，新增到該集合中的指定位置上。
• public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
• public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
• public E set(int index, E element):用指定元素替換集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

List集合特有的方法都是跟索引相關，我們在基礎班都學習過，那麼我們再來複習一遍吧：

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
		// 建立List集合物件
    	List<String> list = new ArrayList<String>();
    	
    	// 往 尾部新增 指定元素
    	list.add("圖圖");
    	list.add("小美");
    	list.add("不高興");
    	
    	System.out.println(list);
    	// add(int index,String s) 往指定位置新增
    	list.add(1,"沒頭腦");
    	
    	System.out.println(list);
    	// String remove(int index) 刪除指定位置元素  返回被刪除元素
    	// 刪除索引位置為2的元素 
    	System.out.println("刪除索引位置為2的元素");
    	System.out.println(list.remove(2));
    	
    	System.out.println(list);
    	
    	// String set(int index,String s)
    	// 在指定位置 進行 元素替代（改） 
    	// 修改指定位置元素
    	list.set(0, "三毛");
    	System.out.println(list);
    	
    	// String get(int index)  獲取指定位置元素
    	
    	// 跟size() 方法一起用  來 遍歷的 
    	for(int i = 0;i<list.size();i++){
    		System.out.println(list.get(i));
    	}
    	//還可以使用增強for
    	for (String string : list) {
			System.out.println(string);
		}  	
	}
}

第三章 List的子類

3.1 ArrayList集合

java.util.ArrayList集合資料儲存的結構是陣列結構。元素增刪慢，查詢快，由於日常開發中使用最多的功能為查詢資料、遍歷資料，所以ArrayList是最常用的集合。

許多程式設計師開發時非常隨意地使用ArrayList完成任何需求，並不嚴謹，這種用法是不提倡的。

3.2 LinkedList集合

java.util.LinkedList集合資料儲存的結構是連結串列結構。方便元素新增、刪除的集合。

LinkedList是一個雙向連結串列，那麼雙向連結串列是什麼樣子的呢，我們用個圖瞭解下

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-jSQaeoGh-1604505222811)(img\雙向連結串列.png)]

實際開發中對一個集合元素的新增與刪除經常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。這些方法我們作為了解即可：

• public void addFirst(E e):將指定元素插入此列表的開頭。
• public void addLast(E e):將指定元素新增到此列表的結尾。
• public E getFirst():返回此列表的第一個元素。
• public E getLast():返回此列表的最後一個元素。
• public E removeFirst():移除並返回此列表的第一個元素。
• public E removeLast():移除並返回此列表的最後一個元素。
• public E pop():從此列表所表示的堆疊處彈出一個元素。
• public void push(E e):將元素推入此列表所表示的堆疊。
• public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，則返回true。

LinkedList是List的子類，List中的方法LinkedList都是可以使用，這裡就不做詳細介紹，我們只需要瞭解LinkedList的特有方法即可。在開發時，LinkedList集合也可以作為堆疊，佇列的結構使用。（瞭解即可）

方法演示：

public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
        //新增元素
        link.addFirst("abc1");
        link.addFirst("abc2");
        link.addFirst("abc3");
        System.out.println(link);
        // 獲取元素
        System.out.println(link.getFirst());
        System.out.println(link.getLast());
        // 刪除元素
        System.out.println(link.removeFirst());
        System.out.println(link.removeLast());

        while (!link.isEmpty()) { //判斷集合是否為空
            System.out.println(link.pop()); //彈出集合中的棧頂元素
        }

        System.out.println(link);
    }
}

第四章 Set介面

java.util.Set介面和java.util.List介面一樣，同樣繼承自Collection介面，它與Collection介面中的方法基本一致，並沒有對Collection介面進行功能上的擴充，只是比Collection介面更加嚴格了。與List介面不同的是，Set介面中元素無序，並且都會以某種規則保證存入的元素不出現重複。

Set集合有多個子類，這裡我們介紹其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet這兩個集合。

tips:Set集合取出元素的方式可以採用：迭代器、增強for。

3.1 HashSet集合介紹

java.util.HashSet是Set介面的一個實現類，它所儲存的元素是不可重複的，並且元素都是無序的(即存取順序不一致)。java.util.HashSet底層的實現其實是一個java.util.HashMap支援，由於我們暫時還未學習，先做了解。

HashSet是根據物件的雜湊值來確定元素在集合中的儲存位置，因此具有良好的存取和查詢效能。保證元素唯一性的方式依賴於：hashCode與equals方法。

我們先來使用一下Set集合儲存，看下現象，再進行原理的講解:

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //建立 Set集合
        HashSet<String>  set = new HashSet<String>();

        //新增元素
        set.add(new String("cba"));
        set.add("abc");
        set.add("bac"); 
        set.add("cba");  
        //遍歷
        for (String name : set) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

輸出結果如下，說明集合中不能儲存重複元素：

cba
abc
bac

tips:根據結果我們發現字串"cba"只儲存了一個，也就是說重複的元素set集合不儲存。

2.2 HashSet集合儲存資料的結構（雜湊表）

什麼是雜湊表呢？

在JDK1.8之前，雜湊表底層採用陣列+連結串列實現，即使用連結串列處理衝突，同一hash值的連結串列都儲存在一個連結串列裡。但是當位於一個桶中的元素較多，即hash值相等的元素較多時，通過key值依次查詢的效率較低。而JDK1.8中，雜湊表儲存採用陣列+連結串列+紅黑樹實現，當連結串列長度超過閾值（8）時，將連結串列轉換為紅黑樹，這樣大大減少了查詢時間。

簡單的來說，雜湊表是由陣列+連結串列+紅黑樹（JDK1.8增加了紅黑樹部分）實現的，如下圖所示。[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-SGrdVzKk-1604505222812)(img\雜湊表.png)]

看到這張圖就有人要問了，這個是怎麼儲存的呢？

為了方便大家的理解我們結合一個儲存流程圖來說明一下：

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-sgblI0uu-1604505222813)(img\雜湊流程圖.png)]

總而言之，JDK1.8引入紅黑樹大程度優化了HashMap的效能，那麼對於我們來講保證HashSet集合元素的唯一，其實就是根據物件的hashCode和equals方法來決定的。如果我們往集合中存放自定義的物件，那麼保證其唯一，就必須複寫hashCode和equals方法建立屬於當前物件的比較方式。

2.3 HashSet儲存自定義型別元素

給HashSet中存放自定義型別元素時，需要重寫物件中的hashCode和equals方法，建立自己的比較方式，才能保證HashSet集合中的物件唯一

建立自定義Student類

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

    public Student() {
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
               Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

public class HashSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //建立集合物件   該集合中儲存 Student型別物件
        HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
        //儲存 
        Student stu = new Student("于謙", 43);
        stuSet.add(stu);
        stuSet.add(new Student("郭德綱", 44));
        stuSet.add(new Student("于謙", 43));
        stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
        stuSet.add(stu);

        for (Student stu2 : stuSet) {
            System.out.println(stu2);
        }
    }
}
執行結果：
Student [name=郭德綱, age=44]
Student [name=于謙, age=43]
Student [name=郭麒麟, age=23]

2.3 LinkedHashSet

我們知道HashSet保證元素唯一，可是元素存放進去是沒有順序的，那麼我們要保證有序，怎麼辦呢？

在HashSet下面有一個子類java.util.LinkedHashSet，它是連結串列和雜湊表組合的一個資料儲存結構。

演示程式碼如下:

public class LinkedHashSetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
		set.add("bbb");
		set.add("aaa");
		set.add("abc");
		set.add("bbc");
        Iterator<String> it = set.iterator();
		while (it.hasNext()) {
			System.out.println(it.next());
		}
	}
}
結果：
  bbb
  aaa
  abc
  bbc

1.9 可變引數

在JDK1.5之後，如果我們定義一個方法需要接受多個引數，並且多個引數型別一致，我們可以對其簡化成如下格式：

修飾符 返回值型別 方法名(引數型別... 形參名){  }

其實這個書寫完全等價與

修飾符 返回值型別 方法名(引數型別[] 形參名){  }

只是後面這種定義，在呼叫時必須傳遞陣列，而前者可以直接傳遞資料即可。

JDK1.5以後。出現了簡化操作。… 用在引數上，稱之為可變引數。

同樣是代表陣列，但是在呼叫這個帶有可變引數的方法時，不用建立陣列(這就是簡單之處)，直接將陣列中的元素作為實際引數進行傳遞，其實編譯成的class檔案，將這些元素先封裝到一個陣列中，在進行傳遞。這些動作都在編譯.class檔案時，自動完成了。

程式碼演示：

public class ChangeArgs {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 4, 62, 431, 2 };
        int sum = getSum(arr);
        System.out.println(sum);
        //  6  7  2 12 2121
        // 求 這幾個元素和 6  7  2 12 2121
        int sum2 = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);
        System.out.println(sum2);
    }

    /*
     * 完成陣列  所有元素的求和 原始寫法
     
      public static int getSum(int[] arr){
        int sum = 0;
        for(int a : arr){
            sum += a;
        }
        
        return sum;
      }
    */
    //可變引數寫法
    public static int getSum(int... arr) {
        int sum = 0;
        for (int a : arr) {
            sum += a;
        }
        return sum;
    }
}

tips: 上述add方法在同一個類中，只能存在一個。因為會發生呼叫的不確定性

注意：如果在方法書寫時，這個方法擁有多引數，引數中包含可變引數，可變引數一定要寫在引數列表的末尾位置。

第五章 Collections

2.1 常用功能

• java.utils.Collections是集合工具類，用來對集合進行操作。部分方法如下：

• public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中新增一些元素。
• public static void shuffle(List<?> list) 打亂順序:打亂集合順序。
• public static <T> void sort(List<T> list):將集合中元素按照預設規則排序。
• public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):將集合中元素按照指定規則排序。

程式碼演示：

public class CollectionsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        //原來寫法
        //list.add(12);
        //list.add(14);
        //list.add(15);
        //list.add(1000);
        //採用工具類 完成 往集合中新增元素  
        Collections.addAll(list, 5, 222, 1，2);
        System.out.println(list);
        //排序方法 
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}
結果：
[5, 222, 1, 2]
[1, 2, 5, 222]

程式碼演示之後 ，發現我們的集合按照順序進行了排列，可是這樣的順序是採用預設的順序，如果想要指定順序那該怎麼辦呢？

我們發現還有個方法沒有講，public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):將集合中元素按照指定規則排序。接下來講解一下指定規則的排列。

2.2 Comparator比較器

我們還是先研究這個方法

public static <T> void sort(List<T> list):將集合中元素按照預設規則排序。

不過這次儲存的是字串型別。

public class CollectionsDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String>  list = new ArrayList<String>();
        list.add("cba");
        list.add("aba");
        list.add("sba");
        list.add("nba");
        //排序方法
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}

結果：

[aba, cba, nba, sba]

我們使用的是預設的規則完成字串的排序，那麼預設規則是怎麼定義出來的呢？

說到排序了，簡單的說就是兩個物件之間比較大小，那麼在JAVA中提供了兩種比較實現的方式，一種是比較死板的採用java.lang.Comparable介面去實現，一種是靈活的當我需要做排序的時候在去選擇的java.util.Comparator介面完成。

那麼我們採用的public static <T> void sort(List<T> list)這個方法完成的排序，實際上要求了被排序的型別需要實現Comparable介面完成比較的功能，在String型別上如下：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

String類實現了這個介面，並完成了比較規則的定義，但是這樣就把這種規則寫死了，那比如我想要字串按照第一個字元降序排列，那麼這樣就要修改String的原始碼，這是不可能的了，那麼這個時候我們可以使用

public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )方法靈活的完成，這個裡面就涉及到了Comparator這個介面，位於位於java.util包下，排序是comparator能實現的功能之一,該介面代表一個比較器，比較器具有可比性！顧名思義就是做排序的，通俗地講需要比較兩個物件誰排在前誰排在後，那麼比較的方法就是：

• public int compare(String o1, String o2)：比較其兩個引數的順序。

  兩個物件比較的結果有三種：大於，等於，小於。

  如果要按照升序排序，
  則o1 小於o2，返回（負數），相等返回0，01大於02返回（正數）
  如果要按照降序排序
  則o1 小於o2，返回（正數），相等返回0，01大於02返回（負數）

操作如下:

public class CollectionsDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("cba");
        list.add("aba");
        list.add("sba");
        list.add("nba");
        //排序方法  按照第一個單詞的降序
        Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o2.charAt(0) - o1.charAt(0);
            }
        });
        System.out.println(list);
    }
}

結果如下：

[sba, nba, cba, aba]

2.3 簡述Comparable和Comparator兩個介面的區別。

Comparable：強行對實現它的每個類的物件進行整體排序。這種排序被稱為類的自然排序，類的compareTo方法被稱為它的自然比較方法。只能在類中實現compareTo()一次，不能經常修改類的程式碼實現自己想要的排序。實現此介面的物件列表（和陣列）可以通過Collections.sort（和Arrays.sort）進行自動排序，物件可以用作有序對映中的鍵或有序集合中的元素，無需指定比較器。

Comparator強行對某個物件進行整體排序。可以將Comparator 傳遞給sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），從而允許在排序順序上實現精確控制。還可以使用Comparator來控制某些資料結構（如有序set或有序對映）的順序，或者為那些沒有自然順序的物件collection提供排序。

2.4 練習

建立一個學生類，儲存到ArrayList集合中完成指定排序操作。

Student 初始類

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

    public Student() {
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
               "name='" + name + '\'' +
               ", age=" + age +
               '}';
    }
}

測試類：

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        // 建立四個學生物件 儲存到集合中
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();

        list.add(new Student("rose",18));
        list.add(new Student("jack",16));
        list.add(new Student("abc",16));
        list.add(new Student("ace",17));
        list.add(new Student("mark",16));


        /*
          讓學生 按照年齡排序 升序
         */
//        Collections.sort(list);//要求 該list中元素型別  必須實現比較器Comparable介面


        for (Student student : list) {
            System.out.println(student);
        }


    }
}

發現，當我們呼叫Collections.sort()方法的時候 程式報錯了。

原因：如果想要集合中的元素完成排序，那麼必須要實現比較器Comparable介面。

於是我們就完成了Student類的一個實現，如下：

public class Student implements Comparable<Student>{
    ....
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age-o.age;//升序
    }
}

再次測試，程式碼就OK 了效果如下：

Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='rose', age=18}

2.5 擴充套件

如果在使用的時候，想要獨立的定義規則去使用 可以採用Collections.sort(List list,Comparetor c)方式，自己定義規則：

Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o2.getAge()-o1.getAge();//以學生的年齡降序
    }
});

效果：

Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}

如果想要規則更多一些，可以參考下面程式碼：

Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                // 年齡降序
                int result = o2.getAge()-o1.getAge();//年齡降序

                if(result==0){//第一個規則判斷完了 下一個規則 姓名的首字母 升序
                    result = o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
                }

                return result;
            }
        });

效果如下：

Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='mark', age=16}