Java零基础入门-Comparable vs Comparator

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喵手 发表于 2024/08/31 17:10:34 2024/08/31
【摘要】 ​哈喽，各位小伙伴们好，我是喵手。        今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流学习，互相学习，才能成长的更快，对吧。        我是一名java开发，所以日常接触到最多的就是java啦，所以我趁自己有空，就来好好回忆，把自己学到的会的，进行输出，不图什么有回报，只想能帮助到更多的小伙伴，就好。        小伙伴们在批阅的过程中，如果觉...

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哈喽，各位小伙伴们好，我是喵手。

        今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流学习，互相学习，才能成长的更快，对吧。

        我是一名java开发，所以日常接触到最多的就是java啦，所以我趁自己有空，就来好好回忆，把自己学到的会的，进行输出，不图什么有回报，只想能帮助到更多的小伙伴，就好。

        小伙伴们在批阅的过程中，如果觉得文章不错，欢迎点赞、收藏、关注哦。三连即是对喵手我创作道路上最好的鼓励与支持！

一、前言

        论前几期啊，我们是分别讲了Object类、Date类、FormDate类、Calendar类、System类及StringBuilder类，不知道大家掌握的如何，如果没有及时巩固的同学，可以看我这里，我给大家罗列了下，快速学习通道，只希望能帮助到大家更好的学习与成长，这就是我写作的初衷。

       在前几期，我们是有讲过Collection类的，不知道大家还是否有印象，我们都知道，Collection分为两类，一类是单列集合，一类是双列集合。

       而今天我们就来讲一期Collections工具集使用的下篇，(Collections其包位置：java.utils.Collections)，它？与Collection类？不要误解，Collections是一集合工具类，用来对集合进行一系列操作的工具类。

二、Comparable

1️⃣概念：

        上一期说起Collections所提供的sort()排序api，今天我就要给大家科普下了。Comparable和Comparator这两个接口了。

        咱们先来聊聊Comparable吧，首先它是一个泛型接口。其次在Java类库中：Byte，Short，Integer，Long，Float，Double、及Date类等都有实现这Comparable接口，这些基本类型对象都可以直接调用实现了Comparable接口的compareTo()方法来进行排序。

比如如下Integer源码截图：


再比如如下的Date类源码截图：


具体使用：我就以Date()类来进行演示啦。

2️⃣演示：

演示代码如下：

    @Test
    public void testSortCom() throws ParseException {

        //获取当前时间
        Date date = new Date();
        System.out.println("time1= " + date);

        //定义一个时间与当前时间进行比较
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        Date privateDate = format.parse("2022-05-20");
        System.out.println("time2= " + privateDate);

        //比较时间大小，若两相等返回0，大于返回1，小于返回-1。
        int res = date.compareTo(privateDate);
        System.out.println("time1与time2比较结果为：" + res);
    }

3️⃣实例演示结果：

演示代码执行结果截图如下：

4️⃣总结：

         Comparable强行对实现它的每个类的对象进行整体排序，像这种就是类的自然排序，compareTo()方法就被称为Comparable接口的自然比较方法。其方法只能在类中实现一次，不能经常修改类的代码从而实现自定义排序，局限还是比较大的。

        像实现此接口的数组和集合，可以通过通过Collections.sort() 或Arrays.sort()进行自动排序,但你说要实现集合中的自定义的对象排序，就没法直接使用Collections.sort()方法了，编译期不知道按照什么规则来进行排序，直接使用肯定报错，这个时候你就得用到Comparable接口了。

        因此Comparable常被称为内比较器。

5️⃣CompareTo()用法：

拓展：

int  CompareTo(T object)

Java提供Comparable接口就是为了解决比较两个对象的问题。

其方法相对于比较对象的顺序,小于返回负整数，等于返回0，大于返回正整数。

三、Comparator

1️⃣概念：

        上述是讲了Comparable接口，接下来就是Comparator。与上面讲的Comparable接口所不同的是：Comparator位于java.util包下，而Comparable位于java.lang包下；而且Comparable接口是将比较代码嵌入到需要进行比较的类的自身代码中，像我列举的Integer、Double等，它们都是直接实现了Comparable接口的CompareTo()方法，而Comparator接口不同，它的使用是在一个独立的类外进行实现比较的，不但提供了升序降序排序法，还不强制排序规则，可自定义指定排序规则，比如按年龄排序，按首字母排序等。

        该接口定义如下：

package java.util;

public interface Comparator<T>{

    int compare(T o1, T o2);

    boolean equals(Object obj);
}

2️⃣注意：

       1、若一个类实现Comparator接口；它一定要实现compare(T o1, T o2) 方法，可以不实现 equals(Object obj) 方法。

        2、其中int compare(T o1, T o2) 方法比较的是o1和o2的大小。若比较结果返回“负数”，表示o1比o2小；返回“零”，表示o1等于o2；返回“正数”，表示o1大于o2。

3️⃣Comparator使用场景：

  1.  若类已经实现Comparable接口，但是它提供的默认排序规则满足不了你的排序需求，你想根据自己的业务情况重新定义排序比较规则。那这时候你可以使用匿名内部类的方式来达到你比较的目的。
  2.  某个类你的手里只有字节码文件，无法拿到源代码，那不管这个类有没有实现Comparable接口，你就可以通过Comparator接口来达到比较的目的。 

        ... ...

       好啦，以上就是本期内容的全部教学内容啦，如果对文中的任何知识点有疑问，欢迎评论区评论留言呀，我看见都会一一解答的。


总的可以归纳如下：

1. Comparable 的概念

Comparable 接口位于 java.lang 包下，定义了一个用于比较对象的 compareTo 方法。该接口提供了一种自然排序的机制，让实现该接口的类的对象能够被自动排序。

public interface Comparable<T> { int compareTo(T o); }
  • 泛型参数 T：表示要比较的对象类型。
  • compareTo 方法：用于比较当前对象与指定对象的顺序。

2. Comparable 的实现

实现 Comparable 接口的类必须重写 compareTo 方法。这个方法返回一个整数，用于指示当前对象和传入对象的比较结果：

  • 返回负整数：当前对象小于传入对象。
  • 返回零：当前对象等于传入对象。
  • 返回正整数：当前对象大于传入对象。

示例：

public class Student implements Comparable<Student> { private String name; private int score; public Student(String name, int score) { this.name = name; this.score = score; } @Override public int compareTo(Student other) { return this.score - other.score; // 按分数升序排序 } // 省略 getter 和 setter 方法 }

在这个例子中，Student 类实现了 Comparable 接口，compareTo 方法按照学生的分数进行升序排序。

3. Comparable 的应用场景

Comparable 接口主要用于以下场景：

  • 自然排序：当你希望一个类的对象可以根据某种自然顺序排序时，比如数字、字母顺序、日期等。
  • 集合排序：Comparable 使得类的对象可以直接使用 Collections.sort() 方法进行排序。
  • 数组排序：实现了 Comparable 接口的类的对象可以通过 Arrays.sort() 方法进行排序。

示例：

List<Student> students = new ArrayList<>(); students.add(new Student("Alice", 85)); students.add(new Student("Bob", 92)); students.add(new Student("Charlie", 78)); Collections.sort(students); // 按分数排序 for (Student student : students) { System.out.println(student.getName() + ": " + student.getScore()); }

4. 注意事项

在使用 Comparable 接口时，需要注意以下几点：

  • 不可修改排序逻辑：compareTo 方法定义的排序逻辑一旦确定，就不容易在不修改类代码的情况下改变。如果你需要多种排序方式，可能需要考虑使用 Comparator 接口。
  • 一致性：compareTo 方法的实现需要满足以下条件：
    • 自反性：x.compareTo(x) 必须返回 0。
    • 对称性：x.compareTo(y) 与 y.compareTo(x) 的符号相反。
    • 传递性：x.compareTo(y) > 0 且 y.compareTo(z) > 0，则 x.compareTo(z) > 0。
  • 与 equals 方法的关系：在大多数情况下，如果 compareTo 返回 0，那么 equals 方法也应该返回 true。虽然 Comparable 不要求必须重写 equals 方法，但为了保证排序的正确性，建议在实现 compareTo 时考虑 equals 的行为一致性。

如下是针对Comparable 的使用案例，分享给大家：

为了更好地理解 Comparable 接口的应用，我们通过一个具体的案例来展示如何实现和使用 Comparable 接口。这个案例将涉及创建一个 Student 类，按照学生的分数进行自然排序。

1. 定义 Student 类并实现 Comparable 接口

首先，我们定义一个 Student 类，并让它实现 Comparable<Student> 接口。我们将按照学生的分数 (score) 对 Student 对象进行排序。

public class Student implements Comparable<Student> { private String name; private int score; public Student(String name, int score) { this.name = name; this.score = score; } // Getter 和 Setter 方法 public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getScore() { return score; } public void setScore(int score) { this.score = score; } // 重写 compareTo 方法，根据 score 进行排序 @Override public int compareTo(Student other) { return this.score - other.score; } @Override public String toString() { return "Student{name='" + name + "', score=" + score + "}"; } }

在这个 Student 类中，我们重写了 compareTo 方法，根据 score 进行升序排序。

2. 创建 Student 对象并进行排序

接下来，我们将创建多个 Student 对象，并将它们存储在一个 List 中。然后使用 Collections.sort() 方法对这些对象进行排序。

import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; import java.util.List; public class ComparableExample { public static void main(String[] args) { // 创建多个 Student 对象 List<Student> students = new ArrayList<>(); students.add(new Student("Alice", 85)); students.add(new Student("Bob", 92)); students.add(new Student("Charlie", 78)); students.add(new Student("David", 88)); // 输出排序前的列表 System.out.println("排序前:"); for (Student student : students) { System.out.println(student); } // 对 Student 对象进行排序 Collections.sort(students); // 输出排序后的列表 System.out.println("\n排序后:"); for (Student student : students) { System.out.println(student); } } }

3. 运行结果

运行上面的代码后，你将看到 Student 对象按分数从低到高排序的结果。

排序前: Student{name='Alice', score=85} Student{name='Bob', score=92} Student{name='Charlie', score=78} Student{name='David', score=88} 排序后: Student{name='Charlie', score=78} Student{name='Alice', score=85} Student{name='David', score=88} Student{name='Bob', score=92}

4. 说明

  • 在排序前，学生对象的顺序是按照添加的顺序排列的。
  • 使用 Collections.sort() 方法后，学生对象按照分数的升序排列。
  • compareTo 方法的实现决定了排序的逻辑。这里我们是根据 score 进行排序。如果想要实现其他排序方式，比如按姓名排序，可以修改 compareTo 方法的实现。

5. 扩展：降序排序

如果想要实现降序排序，只需修改 compareTo 方法，改变返回值的符号即可：

@Override public int compareTo(Student other) { return other.score - this.score; // 改为降序排序 }

使用这个修改后的 compareTo 方法，学生将按分数从高到低排序。

四、小结

在这篇文章中，我们深入探讨了 `Comparable` 和 `Comparator` 两个接口在 Java 中的应用。通过具体的代码示例和实际操作，我们清晰地了解了 `Comparable` 接口是如何让类实现自然排序的，同时也明白了 `Comparator` 接口如何为我们提供灵活的自定义排序规则。通过这些内容，相信大家对排序机制有了更深的理解，并能在实际项目中更好地运用这些知识。

`Comparable` 接口提供了一个自然的比较方式，适用于需要整体排序的类，而 `Comparator` 则为我们提供了更大的灵活性，可以根据具体业务需求自定义排序规则。它们在 Java 集合框架中都扮演了不可或缺的角色，帮助我们高效地处理数据。

五、总结

通过本期的学习，大家应该对 `Comparable` 和 `Comparator` 两个接口有了更加深入的认识。`Comparable` 强调的是类的自然排序，而 `Comparator` 则更关注于提供灵活的比较方式，适用于更多复杂场景的排序需求。在编码实践中，这两个接口各有千秋，使用得当可以让代码更加简洁、可维护。

**学习之路漫漫，唯有不断积累才能不断进步。** 希望小伙伴们能通过这篇文章掌握更多 Java 的核心知识，并在日常开发中多加实践。正如我一直所倡导的，分享知识，互相学习，才能一起成长。愿我们在编程的道路上携手并进，共同迈向更加光明的未来。

如果你对文中的内容有任何疑问或想法，欢迎在评论区留言，我们一起探讨，共同成长！记得点赞、收藏、关注喵手哦，这将是对我继续分享的最大支持与鼓励！

六、文末

       教学是结束了，但是有些话不知我但讲不当讲，啊哈哈， 可我还是想说给你们听听。如下是我很喜欢的一句话，我打算送给你们，希望我们都能变得更好更优秀。

学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！

wished for you successed ！！！

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