来吧,一文彻底搞懂Java中的Comparable和Comparator

2020/01/04

大家好,我是沉默王二,周末在逛 programcreek 的时候,我发现了一些专注细节但价值连城的主题。比如说:Java 的 Comparable 和 Comparator 是兄弟俩吗?像这类灵魂拷问的主题,非常值得深入地研究一下。

Comparable 和 Comparator 是 Java 的两个接口,从名字上我们就能够读出来它们俩的相似性:以某种方式来比较两个对象。但它们之间到底有什么区别呢?请随我来,打怪进阶喽!

01、Comparable

Comparable 接口的定义非常简单,源码如下所示。

public interface Comparable<T> {
    int compareTo(T t);
}

如果一个类实现了 Comparable 接口(只需要干一件事,重写 compareTo() 方法),就可以按照自己制定的规则将由它创建的对象进行比较。下面给出一个例子。

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

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

    @Override
    public int compareTo(Cmower o) {
        return this.getAge() - o.getAge();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Cmower wanger = new Cmower(19,"沉默王二");
        Cmower wangsan = new Cmower(16,"沉默王三");

        if (wanger.compareTo(wangsan) < 0) {
            System.out.println(wanger.getName() + "比较年轻有为");
        } else {
            System.out.println(wangsan.getName() + "比较年轻有为");
        }
    }
}

在上面的示例中,我创建了一个 Cmower 类,它有两个字段:age 和 name。Cmower 类实现了 Comparable 接口,并重写了 compareTo() 方法。

程序输出的结果是“沉默王三比较年轻有为”,因为他比沉默王二小三岁。这个结果有什么凭证吗?

凭证就在于 compareTo() 方法,该方法的返回值可能为负数,零或者正数,代表的意思是该对象按照排序的规则小于、等于或者大于要比较的对象。如果指定对象的类型与此对象不能进行比较,则引发 ClassCastException 异常(自从有了泛型,这种情况就少有发生了)。

02、Comparator

Comparator 接口的定义相比较于 Comparable 就复杂的多了,不过,核心的方法只有两个,来看一下源码。

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

第一个方法 compare(T o1, T o2) 的返回值可能为负数,零或者正数,代表的意思是第一个对象小于、等于或者大于第二个对象。

第二个方法 equals(Object obj) 需要传入一个 Object 作为参数,并判断该 Object 是否和 Comparator 保持一致。

有时候,我们想让类保持它的原貌,不想主动实现 Comparable 接口,但我们又需要它们之间进行比较,该怎么办呢?

Comparator 就派上用场了,来看一下示例。

1)原封不动的 Cmower 类。

public class Cmower  {
    private int age;
    private String name;

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

(说好原封不动,getter/setter 吃了啊)

Cmower 类有两个字段:age 和 name,意味着该类可以按照 age 或者 name 进行排序。

2)再来看 Comparator 接口的实现类。

public class CmowerComparator implements Comparator<Cmower> {
    @Override
    public int compare(Cmower o1, Cmower o2) {
        return o1.getAge() - o2.getAge();
    }
}

按照 age 进行比较。当然也可以再实现一个比较器,按照 name 进行自然排序,示例如下。

public class CmowerNameComparator implements Comparator<Cmower> {
    @Override
    public int compare(Cmower o1, Cmower o2) {
        if (o1.getName().hashCode() < o2.getName().hashCode()) {
            return -1;
        } else if (o1.getName().hashCode() == o2.getName().hashCode()) {
            return 0;
        }
        return 1;
    }
}

3)再来看测试类。

Cmower wanger = new Cmower(19,"沉默王二");
Cmower wangsan = new Cmower(16,"沉默王三");
Cmower wangyi = new Cmower(28,"沉默王一");

List<Cmower> list = new ArrayList<>();
list.add(wanger);
list.add(wangsan);
list.add(wangyi);

list.sort(new CmowerComparator());

for (Cmower c : list) {
    System.out.println(c.getName());
}

创建了三个对象,age 不同,name 不同,并把它们加入到了 List 当中。然后使用 List 的 sort() 方法进行排序,来看一下输出的结果。

沉默王三
沉默王二
沉默王一

这意味着沉默王三的年纪比沉默王二小,排在第一位;沉默王一的年纪比沉默王二大,排在第三位。和我们的预期完全符合。

03、到底该用哪一个呢?

通过上面的两个例子可以比较出 Comparable 和 Comparator 两者之间的区别:

  • 一个类实现了 Comparable 接口,意味着该类的对象可以直接进行比较(排序),但比较(排序)的方式只有一种,很单一。
  • 一个类如果想要保持原样,又需要进行不同方式的比较(排序),就可以定制比较器(实现 Comparator 接口)。
  • Comparable 接口在 java.lang 包下,而 Comparator 接口在 java.util 包下,算不上是亲兄弟,但可以称得上是表(堂)兄弟。

举个不恰当的例子。我想从洛阳出发去北京看长城,体验一下好汉的感觉,要么坐飞机,要么坐高铁;但如果是孙悟空的话,翻个筋斗就到了。我和孙悟空之间有什么区别呢?孙悟空自己实现了 Comparable 接口(他那年代也没有飞机和高铁,没得选),而我可以借助 Comparator 接口(现代化的交通工具)。

总而言之,如果对象的排序需要基于自然顺序,请选择 Comparable,如果需要按照对象的不同属性进行排序,请选择 Comparator

04、鸣谢

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