java 中Comparable與Comparator詳解

今天查看TreeMap的源碼，發(fā)現(xiàn)其鍵必須是實(shí)現(xiàn)Comparable或者Comparator的接口時(shí)產(chǎn)生了一些興趣，比如在TreeMap中的put方法分別對(duì)Comparable和Comparator接口分別進(jìn)行處理。那么疑問(wèn)就來(lái)了，Comparable和Comparator接口的區(qū)別是什么，Java中為什么會(huì)存在兩個(gè)類(lèi)似的接口？

  Comparable和Comparator接口都是用來(lái)比較大小的，首先來(lái)看一下Comparable的定義：

 package java.lang;
import java.util.*;
public interface Comparable<T> {
  public int compareTo(T o);
}

  Comparator的定義如下：

package java.util;
public interface Comparator<T> {
  int compare(T o1, T o2);
  boolean equals(Object obj);
}

  Comparable對(duì)實(shí)現(xiàn)它的每個(gè)類(lèi)的對(duì)象進(jìn)行整體排序。這個(gè)接口需要類(lèi)本身去實(shí)現(xiàn)（這句話沒(méi)看懂？沒(méi)關(guān)系，接下來(lái)看個(gè)例子就明白了）。若一個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Comparable 接口，實(shí)現(xiàn) Comparable 接口的類(lèi)的對(duì)象的 List 列表 ( 或數(shù)組)可以通過(guò) Collections.sort（或 Arrays.sort）進(jìn)行排序。此外，實(shí)現(xiàn) Comparable 接口的類(lèi)的對(duì)象 可以用作 “有序映射 ( 如 TreeMap)” 中的鍵或 “有序集合 (TreeSet)” 中的元素，而不需要指定比較器。

  舉例（類(lèi)Person1實(shí)現(xiàn)了Comparable接口）

package collections;

public class Person1 implements Comparable<Person1>
{
  private int age;
  private String name;

  public Person1(String name, int age)
  {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  @Override
  public int compareTo(Person1 o)
  {
    return this.age-o.age;
  }
  @Override 
  public String toString()
  {
    return name+":"+age;
  }
}

  可以看到Person1實(shí)現(xiàn)了Comparable接口中的compareTo方法。實(shí)現(xiàn)Comparable接口必須修改自身的類(lèi)，即在自身類(lèi)中實(shí)現(xiàn)接口中相應(yīng)的方法。

  測(cè)試代碼：

 Person1 person1 = new Person1("zzh",18);
    Person1 person2 = new Person1("jj",17);
    Person1 person3 = new Person1("qq",19);

    List<Person1> list = new ArrayList<>();
    list.add(person1);
    list.add(person2);
    list.add(person3);

    System.out.println(list);
    Collections.sort(list);
    System.out.println(list);

  輸出結(jié)果：

[zzh:18, jj:17, qq:19]
[jj:17, zzh:18, qq:19]

  如果我們的這個(gè)類(lèi)無(wú)法修改，譬如String，我們又要對(duì)其進(jìn)行排序，當(dāng)然String中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，如果單純的用String舉例就不太形象。對(duì)類(lèi)自身無(wú)法修改這就用到了Comparator這個(gè)接口（策略模式）。

public final class Person2
{
  private int age;
  private String name;

  public Person2(String name, int age)
  {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  @Override 
  public String toString()
  {
    return name+":"+age;
  }

  //getter and setter方法省略....
}

  如類(lèi)Person2，這個(gè)類(lèi)已經(jīng)固定，無(wú)法進(jìn)行對(duì)其類(lèi)自身的修改，也修飾詞final了，你也別想繼承再implements Comparable，那么此時(shí)怎么辦呢？在類(lèi)的外部使用Comparator的接口。如下測(cè)試代碼：

 Person2 p1 = new Person2("zzh",18);
    Person2 p2 = new Person2("jj",17);
    Person2 p3 = new Person2("qq",19);
    List<Person2> list2 = new ArrayList<Person2>();
    list2.add(p1);
    list2.add(p2);
    list2.add(p3);
    System.out.println(list2);
    Collections.sort(list2,new Comparator<Person2>(){

      @Override
      public int compare(Person2 o1, Person2 o2)
      {
        if(o1 == null || o2 == null)
          return 0;
        return o1.getAge()-o2.getAge();
      }

    });
    System.out.println(list2);

  輸出結(jié)果：

[zzh:18, jj:17, qq:19]
[jj:17, zzh:18, qq:19] 

  這里（public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) ）采用了內(nèi)部類(lèi)的實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)compare方法，對(duì)類(lèi)Person2的list進(jìn)行排序。

  再譬如博主遇到的真實(shí)案例中，需要對(duì)String進(jìn)行排序，且不區(qū)分大小寫(xiě)，我們知道String中的排序是字典排序，譬如：A a D排序之后為A D a，這樣顯然不對(duì)，那么該怎么辦呢？同上（下面代碼中的list是一個(gè)String的List集合）：

 Collections.sort(list, new Comparator<String>()
    {
      @Override
      public int compare(String o1, String o2)
      {
        if(o1 == null || o2 == null)
          return 0;
        return o1.toUpperCase().compareTo(o2.toUpperCase());
      }
    });

  這樣就可以實(shí)現(xiàn)不區(qū)分大小進(jìn)行排序String的集合了，是不是很方便~

  細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)有疑問(wèn)，明明在Comparator接口中定義了兩個(gè)方法，為什么繼承的時(shí)候只實(shí)現(xiàn)了一個(gè)方法，難道要顛覆我對(duì)Java接口常識(shí)的理解了嚒？

  實(shí)際上，我們知道當(dāng)一個(gè)類(lèi)沒(méi)有顯式繼承父類(lèi)的時(shí)候，會(huì)有一個(gè)默認(rèn)的父類(lèi)，即java.lang.Object，在Object類(lèi)中有一個(gè)方法即為equals方法，所以這里并不強(qiáng)制要求實(shí)現(xiàn)Comparator接口的類(lèi)要實(shí)現(xiàn)equals方法，直接調(diào)用父類(lèi)的即可，雖然你顯式的實(shí)現(xiàn)了equals()方法 will be a better choice~

  在《Effective Java》一書(shū)中，作者Joshua Bloch推薦大家在編寫(xiě)自定義類(lèi)的時(shí)候盡可能的考慮實(shí)現(xiàn)一下Comparable接口，一旦實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，它就可以跟許多泛型算法以及依賴(lài)于改接口的集合實(shí)現(xiàn)進(jìn)行協(xié)作。你付出很小的努力就可以獲得非常強(qiáng)大的功能。

  事實(shí)上，Java平臺(tái)類(lèi)庫(kù)中的所有值類(lèi)都實(shí)現(xiàn)了Comparable接口。如果你正在編寫(xiě)一個(gè)值類(lèi)，它具有非常明顯的內(nèi)在排序關(guān)系，比如按字母順序、按數(shù)值順序或者按年代順序，那你就應(yīng)該堅(jiān)決考慮實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。

  compareTo方法不但允許進(jìn)行簡(jiǎn)單的等同性進(jìn)行比較，而且語(yǔ)序執(zhí)行順序比較，除此之外，它與Object的equals方法具有相似的特征，它還是一個(gè)泛型。類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，就表明它的實(shí)例具有內(nèi)在的排序關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)Comparable接口的對(duì)象數(shù)組進(jìn)行排序就這么簡(jiǎn)單： Arrays.sort(a);

  對(duì)存儲(chǔ)在集合中的Comparable對(duì)象進(jìn)行搜索、計(jì)算極限值以及自動(dòng)維護(hù)也同樣簡(jiǎn)單。列如，下面的程序依賴(lài)于String實(shí)現(xiàn)了Comparable接口，它去掉了命令行參數(shù)列表中的重復(fù)參數(shù)，并按字母順序打印出來(lái)：

public class WordList{
  public static void main(String args[]){
    Set<String> s = new TreeSet<String>();
    Collections.addAll(s,args);
    System.out.println(s);
  }
}

  Comparable 是排序接口；若一個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)了 Comparable 接口，就意味著 “該類(lèi)支持排序”。而 Comparator 是比較器；我們?nèi)粜枰刂颇硞€(gè)類(lèi)的次序，可以建立一個(gè) “該類(lèi)的比較器” 來(lái)進(jìn)行排序。

  前者應(yīng)該比較固定，和一個(gè)具體類(lèi)相綁定，而后者比較靈活，它可以被用于各個(gè)需要比較功能的類(lèi)使用?？梢哉f(shuō)前者屬于 “靜態(tài)綁定”，而后者可以 “動(dòng)態(tài)綁定”。

  我們不難發(fā)現(xiàn)：Comparable 相當(dāng)于 “內(nèi)部比較器”，而 Comparator 相當(dāng)于 “外部比較器”。

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