Java中Comparable和Comparator的對比

這篇文章主要介紹了Java中Comparable和Comparator的對比，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以參考下。希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲。下面讓小編帶著大家一起了解一下。

一、概述

Java中的排序是由Comparable和Comparator這兩個接口來提供的。

Comparable表示可被排序的，實(shí)現(xiàn)該接口的類的對象自動擁有排序功能。

Comparator則表示一個比較器，實(shí)現(xiàn)了該接口的的類的對象是一個針對目標(biāo)類的對象定義的比較器，一般情況，這個比較器將作為一個參數(shù)進(jìn)行傳遞。

二、Comparable

Comparable的中文意思就是可被排序的，代表本身支持排序功能。只要我們的類實(shí)現(xiàn)了這個接口，那么這個類的對象就會自動擁有了可被排序的能力。而且這個排序被稱為類的自然順序。這個類的對象的列表可以被Collections.sort和Arrays.sort來執(zhí)行排序。同時這個類的實(shí)例具備作為sorted map的key和sorted set的元素的資格。

假如a和b都是實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的類C的實(shí)例，那么只有當(dāng)a.compareTo(b)的結(jié)果與a.equals(b)的結(jié)果一致時，才稱類C的自然順序與equals一致。強(qiáng)烈建議將類的自然順序和equals的結(jié)果保持一致，因?yàn)槿绻灰恢碌脑?，由該類對象為鍵的sorted map和由該類對象為元素的sorted set的行為將會變得很怪異。

例如對于一個實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的元素的有序集合sorted set而言，如果a.equals(b)結(jié)果為false，并且a.compareTo(b)==0，則第二個元素的添加操作將會失敗，因?yàn)樵趕orted set看來，二者在排序上是一致的，它不報保存重復(fù)的元素。

事實(shí)上，Java中的類基本都是自然順序與equals一致的，除了BigDecimal，因?yàn)锽igDecimal中的自然順序和值相同但精度不同的元素（例如4和4.00）的equals均一致。

源碼解析

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

從源碼中可以看到，該接口只有一個抽象方法compareTo，這個方法主要就是為了定義我們的類所要排序的方式。compareTo方法用于比較當(dāng)前元素a與指定元素b，結(jié)果為int值，如果a > b，int>0；如果a=b，int=0；如果a<b，int<0。

三、Comparator

Comparator中文譯為比較器，它可以作為一個參數(shù)傳遞到Collections.sort和Arrays.sort方法來指定某個類對象的排序方式。同時它也能為sorted set和sorted map指定排序方式。

同Comparable類似，指定比較器的時候一般也要保證比較的結(jié)果與equals結(jié)果一致，不一致的話，對應(yīng)的sorted set和sorted map的行為同樣會變得怪異。

推薦實(shí)現(xiàn)的比較器類同時實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable接口，以擁有序列化能力，因?yàn)樗赡軙挥米餍蛄谢臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（TreeSet、TreeMap）的排序方法。

源碼解析

@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
    // 唯一的抽象方法，用于定義比較方式（即排序方式）
    // o1>o2，返回1；o1=o2，返回0；o1<o2，返回-1
    int compare(T o1, T o2);
    boolean equals(Object obj);
    // 1.8新增的默認(rèn)方法：用于反序排列
    default Comparator<T> reversed() {
        return Collections.reverseOrder(this);
    }
    // 1.8新增的默認(rèn)方法：用于構(gòu)建一個次級比較器，當(dāng)前比較器比較結(jié)果為0，則使用次級比較器比較
    default Comparator<T> thenComparing(Comparator<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (Comparator<T> & Serializable) (c1, c2) -> {
            int res = compare(c1, c2);
            return (res != 0) ? res : other.compare(c1, c2);
        };
    }
    // 1.8新增默認(rèn)方法：指定次級比較器的
    // keyExtractor表示鍵提取器，定義提取方式
    // keyComparator表示鍵比較器，定義比較方式
    default <U> Comparator<T> thenComparing(
            Function<? super T, ? extends U> keyExtractor,
            Comparator<? super U> keyComparator)
    {
        return thenComparing(comparing(keyExtractor, keyComparator));
    }
    // 1.8新增默認(rèn)方法：用于執(zhí)行鍵的比較，采用的是由鍵對象內(nèi)置的比較方式
    default <U extends Comparable<? super U>> Comparator<T> thenComparing(
            Function<? super T, ? extends U> keyExtractor)
    {
        return thenComparing(comparing(keyExtractor));
    }
    // 1.8新增默認(rèn)方法：用于比較執(zhí)行int類型的鍵的比較
    default Comparator<T> thenComparingInt(ToIntFunction<? super T> keyExtractor) {
        return thenComparing(comparingInt(keyExtractor));
    }
    // 1.8新增默認(rèn)方法：用于比較執(zhí)行l(wèi)ong類型的鍵的比較
    default Comparator<T> thenComparingLong(ToLongFunction<? super T> keyExtractor) {
        return thenComparing(comparingLong(keyExtractor));
    }
    // 1.8新增默認(rèn)方法：用于比較執(zhí)行double類型的鍵的比較
    default Comparator<T> thenComparingDouble(ToDoubleFunction<? super T> keyExtractor) {
        return thenComparing(comparingDouble(keyExtractor));
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：用于得到一個相反的排序的比較器，這里針對的是內(nèi)置的排序方式（即繼承Comparable）
    public static <T extends Comparable<? super T>> Comparator<T> reverseOrder() {
        return Collections.reverseOrder();
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：用于得到一個實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的類的比較方式的比較器
    // 簡言之就是將Comparable定義的比較方式使用Comparator實(shí)現(xiàn)
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T extends Comparable<? super T>> Comparator<T> naturalOrder() {
        return (Comparator<T>) Comparators.NaturalOrderComparator.INSTANCE;
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：得到一個null親和的比較器，null小于非null，兩個null相等，如果全不是null,
    // 則使用指定的比較器比較，若未指定比較器，則非null全部相等返回0
    public static <T> Comparator<T> nullsFirst(Comparator<? super T> comparator) {
        return new Comparators.NullComparator<>(true, comparator);
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：得到一個null親和的比較器，null大于非null，兩個null相等，如果全不是null,
    // 則使用指定的比較器比較，若未指定比較器，則非null全部相等返回0
    public static <T> Comparator<T> nullsLast(Comparator<? super T> comparator) {
        return new Comparators.NullComparator<>(false, comparator);
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：使用指定的鍵比較器用于執(zhí)行鍵的比較
    public static <T, U> Comparator<T> comparing(
            Function<? super T, ? extends U> keyExtractor,
            Comparator<? super U> keyComparator)
    {
        Objects.requireNonNull(keyExtractor);
        Objects.requireNonNull(keyComparator);
        return (Comparator<T> & Serializable)
            (c1, c2) -> keyComparator.compare(keyExtractor.apply(c1),
                                              keyExtractor.apply(c2));
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：執(zhí)行鍵比較，采用內(nèi)置比較方式，key的類必須實(shí)現(xiàn)Comparable
    public static <T, U extends Comparable<? super U>> Comparator<T> comparing(
            Function<? super T, ? extends U> keyExtractor)
    {
        Objects.requireNonNull(keyExtractor);
        return (Comparator<T> & Serializable)
            (c1, c2) -> keyExtractor.apply(c1).compareTo(keyExtractor.apply(c2));
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：用于int類型鍵的比較
    public static <T> Comparator<T> comparingInt(ToIntFunction<? super T> keyExtractor) {
        Objects.requireNonNull(keyExtractor);
        return (Comparator<T> & Serializable)
            (c1, c2) -> Integer.compare(keyExtractor.applyAsInt(c1), keyExtractor.applyAsInt(c2));
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：用于long類型鍵的比較
    public static <T> Comparator<T> comparingLong(ToLongFunction<? super T> keyExtractor) {
        Objects.requireNonNull(keyExtractor);
        return (Comparator<T> & Serializable)
            (c1, c2) -> Long.compare(keyExtractor.applyAsLong(c1), keyExtractor.applyAsLong(c2));
    }
    // 1.8新增靜態(tài)方法：用于double類型鍵的比較
    public static<T> Comparator<T> comparingDouble(ToDoubleFunction<? super T> keyExtractor) {
        Objects.requireNonNull(keyExtractor);
        return (Comparator<T> & Serializable)
            (c1, c2) -> Double.compare(keyExtractor.applyAsDouble(c1), keyExtractor.applyAsDouble(c2));
    }
}

老版本的Comparator中只要兩個方法，就是前兩個方法，后面的所有默認(rèn)方法均為1.8新增的方法，采用的是1.8新增的功能：接口可添加默認(rèn)方法。即便擁有如此多方法，該接口還是函數(shù)式接口，compare用于定義比較方式。

四、二者比較

Comparable可以看做是內(nèi)部比較器，Comparator可以看做是外部比較器。

一個類，可以通過實(shí)現(xiàn)Comparable接口來自帶有序性，也可以通過額外指定Comparator來附加有序性。

二者的作用其實(shí)是一致的，所以不要混用。

我們看個例子吧：

首先定義個模型：User

public class User implements Serializable, Comparable<User> {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private int age;
    private String name;
    public User (){}
    public User (int age, String name){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public int compareTo(User o) {
        return this.age - o.age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[user={age=" + age + ",name=" + name + "}]";
    }
}

在定義一個Comparator實(shí)現(xiàn)類MyComparator

public class MyComparator implements Comparator<User> {
    @Override
    public int compare(User o1, User o2) {
        return o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
    }
}

最后是測試類：Main

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User(12, "xiaohua");
        User u2 = new User(10, "abc");
        User u3 = new User(15,"ccc");
        User[] users = {u1,u2,u3};
        System.out.print("數(shù)組排序前：");
        printArray(users);
        System.out.println();
        Arrays.sort(users);
        System.out.print("數(shù)組排序1后：");
        printArray(users);
        System.out.println();
        Arrays.sort(users, new MyComparator());
        System.out.print("數(shù)組排序2后：");
        printArray(users);
        System.out.println();
        Arrays.sort(users, Comparator.reverseOrder());// 針對內(nèi)置的排序進(jìn)行倒置
        System.out.print("數(shù)組排序3后：");
        printArray(users);
    }
    public static void printArray (User[] users) {
        for (User user:users) {
            System.out.print(user.toString());
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果為：

數(shù)組排序前：[user={age=12,name=xiaohua}][user={age=10,name=abc}][user={age=15,name=ccc}]
數(shù)組排序1后：[user={age=10,name=abc}][user={age=12,name=xiaohua}][user={age=15,name=ccc}]
數(shù)組排序2后：[user={age=10,name=abc}][user={age=15,name=ccc}][user={age=12,name=xiaohua}]
數(shù)組排序3后：[user={age=15,name=ccc}][user={age=12,name=xiaohua}][user={age=10,name=abc}]

通過上面的例子我們有一個結(jié)論，那就是兩種方式定義排序的優(yōu)先級，明顯Comparator比較器要優(yōu)先于內(nèi)部排序Comparable。

五、總結(jié)

Comparable為可排序的，實(shí)現(xiàn)該接口的類的對象自動擁有可排序功能。

Comparator為比較器，實(shí)現(xiàn)該接口可以定義一個針對某個類的排序方式。

Comparator與Comparable同時存在的情況下，前者優(yōu)先級高。

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