2.2 Comparable接口

接下来将用一个例子介绍java.lang.Comparable接口:

给对象数组排序

给定一个学生类

class Student {
    private String name;
    private int score;

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

    @Override
    public String toString() {
        return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";
    }
}

再给定一个学生对象数组, 对这个对象数组中的元素进行排序(按分数降序).

Student[] students = new Student[] {
            new Student("张三", 95),
            new Student("李四", 96),
            new Student("王五", 97),
            new Student("赵六", 92),
    }

按照我们之前的理解, 数组工具类我们有一个现成的 sort 方法, 能否直接使用这个方法呢?

Arrays.sort(students);
System.out.println(Arrays.toString(students));
 
 // 运行出错, 抛出异常. 
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: Student cannot be cast to 
java.lang.Comparable    

仔细思考, 不难发现, 和普通的整数不一样, 两个整数是可以直接比较的, 大小关系明确. 而两个学生对象的大小关系怎么确定? 需要我们额外指定！

让我们的 Student 类实现 Comparable 接口, 并实现其中的 compareTo 方法：

class Student implements Comparable {
    private String name;
    private int score;
    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";
    }
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
       if(this == 0){
       return 0; //返回0表示相等
       }
       if(o instanceof Student){
       //当前传入的o就是Student类型的引用，向下转型还原为Student
       //要比较Student对象的大小关系，就要用到Student的独有属性，向下转型
       Student stu = (Student)o;
       return this.score - stu.score;
       }
       //若传入不是学生类，则抛出异常
       throw new IllegalArgumentException("不是学生类型，无法比较！")
} 

在 sort 方法中会自动调用 compareTo 方法. compareTo 的参数是 Object , 其实传入的就是 Student 类型的对象.

然后比较当前对象和参数对象的大小关系(按分数来算).

• 如果当前对象应排在参数对象之前, 返回小于 0 的数字;

• 如果当前对象应排在参数对象之后, 返回大于 0 的数字;

• 如果当前对象和参数对象不分先后, 返回 0;

再次执行程序, 结果就符合预期了

// 执行结果
[[王五:97], [李四:96], [张三:95], [赵六:92]] 

注意事项:
对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 “可比较” 的, 需要具备 compareTo 这样的能力. 通过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则。

为了进一步加深对接口的理解, 我们可以尝试自己实现一个 sort 方法来完成刚才的排序过程(使用冒泡排序)：（其实Arrays.sort()内部也是和下面代码类似的，只是被封装了）

public static void sort(Comparable[] array) {
        for (int bound = 0; bound < array.length; bound++) {
            for (int cur = array.length - 1; cur > bound; cur--) {
                if (array[cur - 1].compareTo(array[cur]) > 0) {
                    // 说明顺序不符合要求, 交换两个变量的位置
                    Comparable tmp = array[cur - 1];
                    array[cur - 1] = array[cur];
                    array[cur] = tmp;
                }
            }
        }
    }

再次执行代码

sort(students); 
System.out.println(Arrays.toString(students)); 
// 执行结果
[[王五:97], [李四:96], [张三:95], [赵六:92]] 

2.3 Comparator接口

用户自定义比较器类，实现Comparator接口：

Public interface Comparator<T> {
// 返回值:
// < 0: 表示 o1 指向的对象小于 o2 指向的对象
// == 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
// > 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
int compare(T o1, T o2);
}

假设现在覆写了Comparable接口的compareTo方法：

• 如果需要得到一个升序数组 => this - o
• 要得到一个降序数组，又得改代码 => o-this

假设如今业务需要要更改成逆序的，又得更改CompareTo方法。

而程序开发中遵循一个开闭原则：