Java排序之Comparable接口和Comparator接口的比较和应用示例

时间：2022-01-19 02:49:26

Java排序之Comparable接口和Comparator接口的比较和应用示例

一、其实很简单，单从字面理解就基本明白
1. Comparable：“可比较的”，（欲参与比较的对象对应的元素类需实现Comparable接口）
使用这种策略来比较时，两个对象(这里两个对象是指一个类的两个不同实例)本身必须是“可比较的”，比较的标准由对象所在的类来定义，这种可比较的能力是对象本身固有的，因此不需要第三方参与就可以完成比较。要使得两个对象本身是可比较的，那么对象所在的类必须实现Comparable接口才可以。其compareTo()方法只要一个参数，因为这里只有“你”“我”的关系，没有第三方。
比如，两个人要比较身高，分辨高矮是人类固有的能力，两个人只要站到一起就能分出谁高谁矮。

2. Comparator：“比较器”
使用这种策略来比较时，如何进行比较和两个对象本身无关，而是由第三者（即比较器）来完成的。第三方比较器类需要另外专门设计:只要实现Comparator接口，任何一个类(对象)都可能成为一个“比较器”，但比较器并不是比较自己的实例，而是比较其它类的两个不同对象，比较器在这里充当“仲裁者”的角色，这也就是为什么compare()方法需要两个参数。
比如，两个人要比较谁智商更高，靠他们自身无法进行，这时要借助一个比较器（比如，智商测试题）。

注： Comparable和Comparator这两个接口和集合接口（Collection）本身无关，但通常和集合内的元素有关，因为集合的排序要用到这两个排序接口中的方法（二选其一）。一个类的多个实例要想实现排序，必须实现Comparable，或者提供相应的Comparator才能使用Collections.sort()进行排序。

这里我们需要专门说明一下：java.util.Collections，是不属于java的集合框架的，它是一个集合的工具类，它包含专门操作集合（Collection）的静态方法，如排序、拷贝、匹配查找等等，比如我们常用它的排序方法：Collections.sort(List), Collections.sort(List, Comparator)。
二、代码示例

1. 假如你维护着一个简单的员工数据库，每个员工是一个Employee类的实例。

Employee类可定义为：

public class Employee {
private String num;
private String name;
private int age;
private int salary;
public Employee(String num, String name) {
this.num = num;
this.name = name;
}
public void setName(String newNum) {
num = newNum;
}

public void setAge(int newAge) {
age = newAge;
}
public void setSalary(int newSalary) {
salary = newSalary;
}
public String getNum() {
return num;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public int getSalary() {
return salary;
}
public String toString() {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("Employee Information：");
sb.append("\n");
sb.append("Number：");
sb.append(getNum());
sb.append("\n");
sb.append("Name：");
sb.append(getName());
sb.append("\n");
sb.append("Age：");
sb.append(getAge());
sb.append("\n");
sb.append("Salary：");
sb.append(getSalary());
sb.append("\n");
return sb.toString();
}
}
EmployeeDatabase类创建Employee类的实例，并把它们存入集合： 
import java.util.*;public class EmployeeDatabase {public static void main(String[] args) {List<Employee> allEmployees = new ArrayList<Employee>();Employee employee1 = new Employee("AAA", "Barack Omaba");employee1.setAge(50);employee1.setSalary(9999);allEmployees.add(employee1);Employee employee2 = new Employee("BBB", "George Bush");employee2.setAge(60);employee2.setSalary(5999);allEmployees.add(employee2);System.out.println(allEmployees);}}

2. 现在，你需要检索所有员工，并让他们按一定顺序显示（比如按年龄递增），这时需要用到Collections.sort()方法。

Collections.sort()有两种策略：一种是让集合中元素所属类本身实现Comparable接口，另一种是使用用户另外提供的比较器（即Comparator）。

2.1 使用第一种策略时，必须修改元素类的定义， 让它实现Comparable接口，因此，你必须把Employee类修改为： 
public class Employee implements Comparable<Employee> {

public int compareTo(Employee another) {
return getAge() - another.getAge();
}

// 其余部分不变

}
说明一下，因为 compareTo()方法约定：本对象大于另一个对象时，返回大于0的整数，小于时返回小于0的整数，等于时返回0。所以，可以直接返回两者年龄的差，来实现按年龄比较。 这样就可以在main()方法中使用Collections.sort(allEmployees);来对员工按年龄排序了。
但是，这种排序是非常不灵活的：
第一，需要修改集合元素类Employee，而很多情况下，我们没有办法修改公共的类。
第二，没有办法实现多种方式排序，如按编号，按姓名，按薪水等等。
2.2 这时需要使用另一种策略，创建一个比较器类，其需要实现Comparator接口。Comparator使用其compare()方法返回的整数来比较两个对象，规则和compareTo()一样。
如同样实现年龄比较， 使用Comparator时，无需修改Employee类，可以在排序的时候定义相应的比较器。使用Collections.sort()方法的另一个版本： 
Collections.sort(allEmployees, new Comparator<Employee>() {
public int compare(Employee one, Employee another) {
return one.getAge() - another.getAge();
}
});
这里代码使用了 匿名内部类，实际上 相当于先定义一个比较器类，如： 

class EmployeeComparator implements Comparator<Employee> {

public int compare(Employee one, Employee another) {
return one.getAge() - another.getAge();
}

}
再使用： 

Collections.sort(allEmployees, new EmployeeComparator());
可以看到，比较器完全独立于元素类Employee，因此可以非常方便地修改排序规则。
你还可以定义一系列比较器，供排序时选择使用，如： 
// 按薪水升序
class EmployeeSalaryAscendingComparator implements Comparator<Employee> {

public int compare(Employee one, Employee another) {
return one.getSalary() - another.getSalary();
}

}

// 按薪水降序
class EmployeeSalaryDescendingComparator implements Comparator<Employee> {

public int compare(Employee one, Employee another) {
return another.getSalary() - one.getSalary();
}

}
相应的使用方法如： 

Collections.sort(allEmployees, new EmployeeSalaryAscendingComparator());
Collections.sort(allEmployees, new EmployeeSalaryDescendingComparator());
等等....

使用Comparator时，元素类无需实现Comparable，因此我们保持最初版本的Employee，但实际应用中，可以用Comparable的compareTo()方法来定义默认排序方式，用Comparator定义其他排序方式。

三、总结-Camparable接口和Comparator接口的比较

1. Camparable的使用方式是：在欲比较的类内部定义实现compareTo()方法，然后再使用Collections. sort()来实现排序，而Comparator是在欲比较的类外部实现的排序。所以，如想实现排序，就需要在在类内实现Comparable接口的方法compareTo() 或类外定义实现Comparator接口的方法compare()。
Comparable是一个对象本身就已经支持自比较所需要实现的接口（如String ，Integer自己就可以完成比较大小操作），而Comparator是一个专用的比较器，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。
2.一个类实现了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。一般我们写的bean都要都要实现这一接口，这也是标准javabean的规范。
3.Comparator可以看成一种算法的实现，将算法和数据分离，Comparator也可以在下面两种场景下使用：
3.1 类的设计师没有考虑到比较问题而没有实现Camparable接口，我们可以通过Comparator来实现排序而不必改变类本身。比如，你使用了一个第三方的类，但这个第三方类么有实现Camparable接口，而你又不能改它的代码，另外，类一旦写好后是不允许修改的，但 可以拓展，这时候只能使用Comparator来实现排序。
3.2 可以使用多种排序标准，比如升序、降序等。
比如，实现Comparable只能定义一种比较方法即compareTo()，但是有时候会对一个集合进行不同的排序方法，此时就可以提供别各种各样的Comparator来对集合排序，而对于要排序的元素不需要更改，所以我觉得Comparator提供了更多的灵活性。

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