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Java常用类之比较器

zgy1996z 2021-08-18 18:51 原文

Java常用类之比较器

  • 在Java中经常会涉及到对象数组的排序问题，那么就涉及到对象之间的比较问题。

  • Java实现对象排序的方式有两种：

    • 自然排序：java.lang.Comparable
    • 定制排序：java.util.Comparator

  • Comparable接口与Comparator的使用的对比：

    • Comparable接口的方式一旦一定，保证Comparable接口实现类的对象在任何位置都可以比较大小。
    • Comparator接口属于临时性的比较。

方式一：自然排序：java.lang.Comparable

  • Comparable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。
  • 源码解析：
public interface Comparable<T> {
    public int compareTo(T o);
}
//从源码中可以看到，该接口只有一个抽象方法compareTo，这个方法主要就是为了定义我们的类所要排序的方式。

  • 实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。如果当前对象this大 于形参对象obj，则返回正整数，如果当前对象this小于形参对象obj，则返回负整数，如果当前对象this等于形参对象obj，则返回零。

  • 实现Comparable接口的对象列表（和数组）可以通过 Collections.sort 或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。

  • 对于类 C 的每一个 e1 和 e2 来说，当且仅当 e1.compareTo(e2) == 0 与e1.equals(e2) 具有相同的 boolean 值时，类 C 的自然排序才叫做与 equals 一致。建议（虽然不是必需的）最好使自然排序与 equals 一致。

  • Comparable 的典型实现：(默认都是从小到大排列的)

    • String：按照字符串中字符的Unicode值进行比较

    • Character：按照字符的Unicode值来进行比较

    • 数值类型对应的包装类以及BigInteger、BigDecimal：按照它们对应的数值大小进行比较

    • Boolean：true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例

    • Date、Time等：后面的日期时间比前面的日期时间大

Comparable接口的使用举例： 自然排序

class Goods implements Comparable{

    private String name;
    private double price;
    
	//构造器、getter、setter、toString()方法略
    
    //指明商品比较大小的方式:按照价格从低到高排序,再按照产品名称从高到低排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof Goods){
            Goods goods = (Goods)o;
            //方式一：
            if(this.price > goods.price){
                return 1;
            }else if(this.price < goods.price){
                return -1;
            }else{
				//如果价格相等则按照产品名称从高到低排序
               return this.name.compareTo(goods.name);
            }
            //方式二：
//           return Double.compare(this.price,goods.price);
        }
        throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
    }
}

public class CompareTest {
    /*
    Comparable接口的使用举例：  自然排序
    1.像String、包装类等实现了Comparable接口，重写了compareTo(obj)方法，给出了比较两个对象大小的方式。
    2.像String、包装类重写compareTo()方法以后，进行了从小到大的排列
    3. 重写compareTo(obj)的规则：
        如果当前对象this大于形参对象obj，则返回正整数，
        如果当前对象this小于形参对象obj，则返回负整数，
        如果当前对象this等于形参对象obj，则返回零。
    4. 对于自定义类来说，如果需要排序，我们可以让自定义类实现Comparable接口，重写compareTo(obj)方法。
       在compareTo(obj)方法中指明如何排序
     */
    
    @Test
    public void test1(){
        Goods[] arr = new Goods[5];
        arr[0] = new Goods("lenovoMouse",34);
        arr[1] = new Goods("dellMouse",43);
        arr[2] = new Goods("xiaomiMouse",12);
        arr[3] = new Goods("huaweiMouse",65);
        arr[4] = new Goods("microsoftMouse",43);

        Arrays.sort(arr);

        System.out.println(Arrays.toString(arr));
/*
[Goods{name='xiaomiMouse', price=12.0}, Goods{name='lenovoMouse', price=34.0}, Goods{name='microsoftMouse', price=43.0}, Goods{name='dellMouse', price=43.0}, Goods{name='huaweiMouse', price=65.0}]
*/

    }
}

方式二：定制排序：java.util.Comparator

  • 当元素的类型没有实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码，或者实现了java.lang.Comparable接口的排序规则不适合当前的操作，那么可以考虑使用Comparator的对象来排序，它可以作为一个参数传递到Collections.sort和Arrays.sort方法来指定某个类对象的排序方式。
  • 源码解析：
@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
    // 需要实现的抽象方法，用于定义比较方式（即排序方式）
    // o1>o2，返回1；o1=o2，返回0；o1<o2，返回-1
    int compare(T o1, T o2);
 
    boolean equals(Object obj);
}

  • 重写compare(Object o1,Object o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。

  • 可以将 Comparator 传递给 sort 方法（如 Collections.sort 或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。

  • 还可以使用 Comparator 来控制某些数据结构（如有序 set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象 collection 提供排序。

举例：

public class CompareTest {
    /*
    Comparator接口的使用：定制排序
    1.背景：
    当元素的类型没有实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码，
    或者实现了java.lang.Comparable接口的排序规则不适合当前的操作，
    那么可以考虑使用 Comparator 的对象来排序
    2.重写compare(Object o1,Object o2)方法，比较o1和o2的大小：
    如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；
    如果返回0，表示相等；
    返回负整数，表示o1小于o2。
     */
    @Test
    public void test2(){
        String[] arr = new String[]{"AA","CC","KK","MM","GG","JJ","DD"};
        Arrays.sort(arr,new Comparator(){
            //按照字符串从大到小的顺序排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof String && o2 instanceof  String){
                    String s1 = (String) o1;
                    String s2 = (String) o2;
                    return -s1.compareTo(s2);
                }
//                return 0;
                throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
            }
        });
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
       	//[MM, KK, JJ, GG, DD, CC, AA]
    }

    @Test
    public void test3(){
        Goods[] arr = new Goods[6];
        arr[0] = new Goods("lenovoMouse",34);
        arr[1] = new Goods("dellMouse",43);
        arr[2] = new Goods("xiaomiMouse",12);
        arr[3] = new Goods("huaweiMouse",65);
        arr[4] = new Goods("huaweiMouse",224);
        arr[5] = new Goods("microsoftMouse",43);

        Arrays.sort(arr, new Comparator() {
            //指明商品比较大小的方式:按照产品名称从低到高排序,再按照价格从高到低排序
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof Goods && o2 instanceof Goods){
                    Goods g1 = (Goods)o1;
                    Goods g2 = (Goods)o2;
                    if(g1.getName().equals(g2.getName())){
                        return -Double.compare(g1.getPrice(),g2.getPrice());
                    }else{
                        return g1.getName().compareTo(g2.getName());
                    }
                }
                throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
            }
        });

        System.out.println(Arrays.toString(arr));
/*
[Goods{name='dellMouse', price=43.0}, Goods{name='huaweiMouse', price=224.0}, Goods{name='huaweiMouse', price=65.0}, Goods{name='lenovoMouse', price=34.0}, Goods{name='microsoftMouse', price=43.0}, Goods{name='xiaomiMouse', price=12.0}]
*/
    }

}

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