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元素排序Comparable和Comparator有什么区别?

时间:2023-12-05 本站 点击:0

在 Java 语言中,Comparable 和 Comparator 都是用来进行元素排序的,但二者有着本质的区别。它们两也是常见的面试题,所以今天我们一起来盘它。

1.字面含义不同

我们先从二者的字面含义来理解它,Comparable 翻译为中文是“比较”的意思,而 Comparator 是“比较器”的意思。Comparable 是以 -able 结尾的,表示它自身具备着某种能力,而 Comparator 是以 -or 结尾,表示自身是比较的参与者,这是从字面含义先来理解二者的不同。

2.用法不同

二者都是顶级的接口,但拥有的方法和用法是不同的,下面我们分别来看。

2.1 Comparable

Comparable 接口只有一个方法 compareTo,实现 Comparable 接口并重写 compareTo 方法就可以实现某个类的排序了,它支持 Collections.sort 和 Arrays.sort 的排序。

在我们没有使用 Comparable 时,程序的执行是这样的:

importlombok.Getter;importlombok.Setter;importlombok.ToString;importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;publicclassComparableExample{publicstaticvoidmain(String[]args){//创建对象Personp1=newPerson(1,18,"Java");Personp2=newPerson(2,22,"MySQL");Personp3=newPerson(3,6,"Redis");//添加到集合List<Person>list=newArrayList<>();list.add(p1);list.add(p2);list.add(p3);//打印集合信息list.forEach(p->System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge()));}}//以下set/get/toString都使用的是lombok提供的注解@Getter@Setter@ToStringclassPerson{privateintid;privateintage;privateStringname;publicPerson(intid,intage,Stringname){this.id=id;this.age=age;this.name=name;}}

程序执行结果如下: 从上图可以看出,当自定义类 Person 没有实现 Comparable 时,List 集合是没有排序的,只能以元素的插入顺序作为输出的顺序。

然而这个时候,老板有一个需求:需要根据 Person 对象的年龄 age 属性进行倒序,也就是根据 age 属性从大到小进行排序,这个时候就可以请出,我们本文的主角:Comparable 出场了。

Comparable 的使用是在自定义对象的类中实现 Comparable 接口,并重写 compareTo 方法来实现自定义排序规则的,具体实现代码如下:

importlombok.Getter;importlombok.Setter;importlombok.ToString;importjava.util.ArrayList;importjava.util.Collections;importjava.util.List;publicclassComparableExample{publicstaticvoidmain(String[]args){//创建对象Personp1=newPerson(1,18,"Java");Personp2=newPerson(2,22,"MySQL");Personp3=newPerson(3,6,"Redis");//添加对象到集合List<Person>list=newArrayList<>();list.add(p1);list.add(p2);list.add(p3);//进行排序操作(根据Person类中compareTo中定义的排序规则)Collections.sort(list);//输出集合中的顺序list.forEach(p->System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge()));}}//以下set/get/toString都使用的是lombok提供的注解实现的@Getter@Setter@ToStringstaticclassPersonimplementsComparable<Person>{privateintid;privateintage;privateStringname;publicPerson(intid,intage,Stringname){this.id=id;this.age=age;this.name=name;}@OverridepublicintcompareTo(Personp){returnp.getAge()-this.getAge();}}

程序的执行结果如下图所示:

compareTo 排序方法说明

compareTo 方法接收的参数 p 是要对比的对象,排序规则是用当前对象和要对比的对象进行比较,然后返回一个 int 类型的值。正序从小到大的排序规则是:使用当前的对象值减去要对比对象的值;而倒序从大到小的排序规则刚好相反:是用对比对象的值减去当前对象的值。

注意事项:如果自定义对象没有实现 Comparable 接口,那么它是不能使用 Collections.sort 方法进行排序的,编译器会提示如下错误:

2.2 Comparator

Comparator 和 Comparable 的排序方法是不同的,Comparable 排序的方法是 compareTo,而 Comparator 排序的方法是 compare,具体实现代码如下:

importlombok.Getter;importlombok.Setter;importjava.util.ArrayList;importjava.util.Collections;importjava.util.Comparator;importjava.util.List;publicclassComparatorExample{publicstaticvoidmain(String[]args){//创建对象Personp1=newPerson(1,18,"Java");Personp2=newPerson(2,22,"MySQL");Personp3=newPerson(3,6,"Redis");//添加对象到集合List<Person>list=newArrayList<>();list.add(p1);list.add(p2);list.add(p3);//进行排序操作(根据PersonComparator中定义的排序规则)Collections.sort(list,newPersonComparator());//输出集合中的顺序list.forEach(p->System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge()));}}/***用于Person类的比较器*/classPersonComparatorimplementsComparator<Person>{@Overridepublicintcompare(Personp1,Personp2){returnp2.getAge()-p1.getAge();}}@Getter@SetterclassPerson{privateintid;privateintage;privateStringname;publicPerson(intid,intage,Stringname){this.id=id;this.age=age;}}

程序的执行结果如下图所示:

扩展:Comparator 匿名类

Comparator 除了可以通过创建自定义比较器外,还可以通过匿名类的方式,更快速、便捷的完成自定义比较器的功能,具体的代码实现如下:

importlombok.Getter;importlombok.Setter;importjava.util.ArrayList;importjava.util.Comparator;importjava.util.List;publicclassComparatorExample{publicstaticvoidmain(String[]args){//构建并添加数据List<Person>list=newArrayList<>();list.add(newPerson(1,18,"Java"));list.add(newPerson(2,20,"MySQL"));list.add(newPerson(3,6,"Redis"));//使用Comparator匿名类的方式进行排序list.sort(newComparator<Person>(){@Overridepublicintcompare(Personp1,Personp2){returnp2.getAge()-p1.getAge();}});//打印集合数据list.forEach(p->System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge()));}}@Getter@SetterstaticclassPerson{privateintid;privateintage;privateStringname;publicPerson(intid,intage,Stringname){this.id=id;this.age=age;this.name=name;}}

程序的执行结果如下图所示:

3.使用的场景不同

通过上面示例的实现代码我们可以看出,使用 Comparable 必须要修改原有的类,也就是你要排序那个类,就要在那个中实现 Comparable 接口并重写 compareTo 方法,所以 Comparable 更像是“对内”进行排序的接口。

而 Comparator 的使用则不相同,Comparator 无需修改原有类。也就是在最极端情况下,即使 Person 类是第三方提供的,我们依然可以通过创建新的自定义比较器 Comparator,来实现对第三方类 Person 的排序功能。也就是说通过 Comparator 接口可以实现和原有类的解耦,在不修改原有类的情况下实现排序功能,所以 Comparator 可以看作是“对外”提供排序的接口。

总结

Comparable 和 Comparator 都是用来实现元素排序的,它们二者的区别如下:

Comparable 是“比较”的意思,而 Comparator 是“比较器”的意思;

Comparable 是通过重写 compareTo 方法实现排序的,而 Comparator 是通过重写 compare 方法实现排序的;

Comparable 必须由自定义类内部实现排序方法,而 Comparator 是外部定义并实现排序的。

所以用一句话总结二者的区别:Comparable 可以看作是“对内”进行排序接口,而 Comparator 是“对外”进行排序的接口。

是非审之于己,毁誉听之于人,得失安之于数。

博主介绍:80 后程序员,写博客这件事“坚持”了 12 年了,爱好:读书、慢跑、羽毛球。

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