Java集合詳解3：一文讀懂Iterator，fail-fast機制與比較器

《Java集合詳解系列》是我在完成夯實Java基礎篇的系列博客后準備開始寫的新系列。

這些文章將整理到我在GitHub上的《Java面試指南》倉庫，更多精彩內(nèi)容請到我的倉庫里查看

https://github.com/h3pl/Java-Tutorial

喜歡的話麻煩點下Star、fork哈

文章首發(fā)于我的個人博客：

www.how2playlife.com

今天我們來探索一下LIterator，fail-fast機制與比較器的源碼。

本文參考 cmsblogs.com/p=1185

Iterator

迭代對于我們搞Java的來說絕對不陌生。我們常常使用JDK提供的迭代接口進行Java集合的迭代。

Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String string = iterator.next();
            do something
        }

迭代其實我們可以簡單地理解為遍歷，是一個標準化遍歷各類容器里面的所有對象的方法類，它是一個很典型的設計模式。Iterator模式是用于遍歷集合類的標準訪問方法。

它可以把訪問邏輯從不同類型的集合類中抽象出來，從而避免向客戶端暴露集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 在沒有迭代器時我們都是這么進行處理的。如下：

對于數(shù)組我們是使用下標來進行處理的

int[] arrays = new int[10];
   for(int i = 0 ; i  arrays.length ; i++){
       int a = arrays[i];
       do something
   }

對于ArrayList是這么處理的

ListString list = new ArrayListString();
   for(int i = 0 ; i  list.size() ;  i++){
      String string = list.get(i);
      do something
   }

對于這兩種方式，我們總是都事先知道集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，訪問代碼和集合本身是緊密耦合的，無法將訪問邏輯從集合類和客戶端代碼中分離出來。同時每一種集合對應一種遍歷方法，客戶端代碼無法復用。

在實際應用中如何需要將上面將兩個集合進行整合是相當麻煩的。所以為了解決以上問題，Iterator模式騰空出世，它總是用同一種邏輯來遍歷集合。

使得客戶端自身不需要來維護集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所有的內(nèi)部狀態(tài)都由Iterator來維護?？蛻舳藦牟恢苯雍图项惔蚪坏溃偸强刂艻terator，向它發(fā)送向前，向后，取當前元素的命令，就可以間接遍歷整個集合。

上面只是對Iterator模式進行簡單的說明，下面我們看看Java中Iterator接口，看他是如何來進行實現(xiàn)的。

java.util.Iterator

在Java中Iterator為一個接口，它只提供了迭代了基本規(guī)則，在JDK中他是這樣定義的：對 collection 進行迭代的迭代器。迭代器取代了 Java Collections Framework 中的 Enumeration。迭代器與枚舉有兩點不同：

1、迭代器允許調(diào)用者利用定義良好的語義在迭代期間從迭代器所指向的 collection 移除元素。
2、方法名稱得到了改進。

其接口定義如下：

public interface Iterator {
　　boolean hasNext();
　　Object next();
　　void remove();
}

其中：

Object next()：返回迭代器剛越過的元素的引用，返回值是Object，需要強制轉(zhuǎn)換成自己需要的類型
boolean hasNext()：判斷容器內(nèi)是否還有可供訪問的元素
void remove()：刪除迭代器剛越過的元素

對于我們而言，我們只一般只需使用next()、hasNext()兩個方法即可完成迭代。如下：

for(Iterator it = c.iterator(); it.hasNext(); ) {
　　Object o = it.next();
　　 do something
}

==前面闡述了Iterator有一個很大的優(yōu)點,就是我們不必知道集合的內(nèi)部結(jié)果,集合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、狀態(tài)由Iterator來維持，通過統(tǒng)一的方法hasNext()、next()來判斷、獲取下一個元素，至于具體的內(nèi)部實現(xiàn)我們就不用關(guān)心了。==

但是作為一個合格的程序員我們非常有必要來弄清楚Iterator的實現(xiàn)。下面就ArrayList的源碼進行分析分析。

各個集合的Iterator的實現(xiàn)

下面就ArrayList的Iterator實現(xiàn)來分析，其實如果我們理解了ArrayList、Hashset、TreeSet的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部實現(xiàn)，對于他們是如何實現(xiàn)Iterator也會胸有成竹的。因為ArrayList的內(nèi)部實現(xiàn)采用數(shù)組，所以我們只需要記錄相應位置的索引即可，其方法的實現(xiàn)比較簡單。

ArrayList的Iterator實現(xiàn)

在ArrayList內(nèi)部首先是定義一個內(nèi)部類Itr，該內(nèi)部類實現(xiàn)Iterator接口，如下：

private class Itr implements IteratorE {
    do something
}
而ArrayList的iterator()方法實現(xiàn)：
public IteratorE iterator() {
        return new Itr();
    }

所以通過使用ArrayList.iterator()方法返回的是Itr()內(nèi)部類，所以現(xiàn)在我們需要關(guān)心的就是Itr()內(nèi)部類的實現(xiàn)：

在Itr內(nèi)部定義了三個int型的變量：cursor、lastRet、expectedModCount。其中cursor表示下一個元素的索引位置，lastRet表示上一個元素的索引位置

        int cursor;             
        int lastRet = -1;     
        int expectedModCount = modCount;

從cursor、lastRet定義可以看出，lastRet一直比cursor少一所以hasNext()實現(xiàn)方法異常簡單，只需要判斷cursor和lastRet是否相等即可。

public boolean hasNext() {
    return cursor != size;
}

對于next()實現(xiàn)其實也是比較簡單的，只要返回cursor索引位置處的元素即可，然后修改cursor、lastRet即可。

public E next() {
    checkForComodification();
    int i = cursor;    記錄索引位置
    if (i = size)    如果獲取元素大于集合元素個數(shù)，則拋出異常
        throw new NoSuchElementException();
    Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
    if (i = elementData.length)
        throw new ConcurrentModificationException();
    cursor = i + 1;      cursor + 1
    return (E) elementData[lastRet = i];  lastRet + 1 且返回cursor處元素
}

checkForComodification()主要用來判斷集合的修改次數(shù)是否合法，即用來判斷遍歷過程中集合是否被修改過。

。modCount用于記錄ArrayList集合的修改次數(shù)，初始化為0，，每當集合被修改一次（結(jié)構(gòu)上面的修改，內(nèi)部update不算），如add、remove等方法，modCount + 1，所以如果modCount不變，則表示集合內(nèi)容沒有被修改。

該機制主要是用于實現(xiàn)ArrayList集合的快速失敗機制，在Java的集合中，較大一部分集合是存在快速失敗機制的，這里就不多說，后面會講到。

所以要保證在遍歷過程中不出錯誤，我們就應該保證在遍歷過程中不會對集合產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的修改（當然remove方法除外），出現(xiàn)了異常錯誤，我們就應該認真檢查程序是否出錯而不是catch后不做處理。

final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
對于remove()方法的是實現(xiàn)，它是調(diào)用ArrayList本身的remove()方法刪除lastRet位置元素，然后修改modCount即可。
public void remove() {
    if (lastRet  0)
        throw new IllegalStateException();
    checkForComodification();
    try {
        ArrayList.this.remove(lastRet);
        cursor = lastRet;
        lastRet = -1;
        expectedModCount = modCount;
    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

這里就對ArrayList的Iterator實現(xiàn)講解到這里，對于Hashset、TreeSet等集合的Iterator實現(xiàn)，各位如果感興趣可以繼續(xù)研究，個人認為在研究這些集合的源碼之前，有必要對該集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有清晰的認識，這樣會達到事半功倍的效果?。。。?/p>

fail-fast機制

這部分參考 http://cmsblogs.com/p=1220

在JDK的Collection中我們時常會看到類似于這樣的話：

例如，ArrayList

注意，迭代器的快速失敗行為無法得到保證，因為一般來說，不可能對是否出現(xiàn)不同步并發(fā)修改做出任何硬性保證?？焖偈〉鲿M最大努力拋出ConcurrentModificationException。
因此，為提高這類迭代器的正確性而編寫一個依賴于此異常的程序是錯誤的做法：迭代器的快速失敗行為應該僅用于檢測 bug。

HashMap中：

注意，迭代器的快速失敗行為不能得到保證，一般來說，存在非同步的并發(fā)修改時，不可能作出任何堅決的保證。快速失敗迭代器盡最大努力拋出 ConcurrentModificationException。因此，編寫依賴于此異常的程序的做法是錯誤的，正確做法是：迭代器的快速失敗行為應該僅用于檢測程序錯誤。

在這兩段話中反復地提到”快速失敗”。那么何為”快速失敗”機制呢？

“快速失敗”也就是fail-fast，它是Java集合的一種錯誤檢測機制。當多個線程對集合進行結(jié)構(gòu)上的改變的操作時，有可能會產(chǎn)生fail-fast機制。

記住是有可能，而不是一定。例如：假設存在兩個線程（線程1、線程2），線程1通過Iterator在遍歷集合A中的元素，在某個時候線程2修改了集合A的結(jié)構(gòu)（是結(jié)構(gòu)上面的修改，而不是簡單的修改集合元素的內(nèi)容），那么這個時候程序就會拋出 ConcurrentModificationException異常，從而產(chǎn)生fail-fast機制。

fail-fast示例

public class FailFastTest {
    private static ListInteger list = new ArrayList();

?
@desc線程one迭代list
@Projecttest
@fileFailFastTest.java
@Authrochenssy
@data2014年7月26日

    private static class threadOne extends Thread{
        public void run() {
            IteratorInteger iterator = list.iterator();
            while(iterator.hasNext()){
                int i = iterator.next();
                System.out.println(ThreadOne 遍歷 + i);
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

?
@desc當i == 3時，修改list
@Projecttest
@fileFailFastTest.java
@Authrochenssy
@data2014年7月26日

    private static class threadTwo extends Thread{
        public void run(){
            int i = 0 ; 
            while(i  6){
                System.out.println(ThreadTwo run： + i);
                if(i == 3){
                    list.remove(i);
                }
                i++;
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0 ; i  10;i++){
            list.add(i);
        }
        new threadOne().start();
        new threadTwo().start();
    }
}

運行結(jié)果：

ThreadOne 遍歷0
ThreadTwo run：0
ThreadTwo run：1
ThreadTwo run：2
ThreadTwo run：3
ThreadTwo run：4
ThreadTwo run：5
Exception in thread Thread-0 java.util.ConcurrentModificationException
    at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList$Itr.next(Unknown Source)
    at test.ArrayListTest$threadOne.run(ArrayListTest.java23)

fail-fast產(chǎn)生原因

通過上面的示例和講解，我初步知道fail-fast產(chǎn)生的原因就在于程序在對 collection 進行迭代時，某個線程對該 collection 在結(jié)構(gòu)上對其做了修改，這時迭代器就會拋出 ConcurrentModificationException 異常信息，從而產(chǎn)生 fail-fast。

要了解fail-fast機制，我們首先要對ConcurrentModificationException 異常有所了解。當方法檢測到對象的并發(fā)修改，但不允許這種修改時就拋出該異常。同時需要注意的是，該異常不會始終指出對象已經(jīng)由不同線程并發(fā)修改，如果單線程違反了規(guī)則，同樣也有可能會拋出改異常。

誠然，迭代器的快速失敗行為無法得到保證，它不能保證一定會出現(xiàn)該錯誤，但是快速失敗操作會盡最大努力拋出ConcurrentModificationException異常，所以因此，為提高此類操作的正確性而編寫一個依賴于此異常的程序是錯誤的做法，正確做法是：ConcurrentModificationException 應該僅用于檢測 bug。下面我將以ArrayList為例進一步分析fail-fast產(chǎn)生的原因。

從前面我們知道fail-fast是在操作迭代器時產(chǎn)生的?，F(xiàn)在我們來看看ArrayList中迭代器的源代碼：

private class Itr implements IteratorE {
        int cursor;
        int lastRet = -1;
        int expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
        public boolean hasNext() {
            return (this.cursor != ArrayList.this.size);
        }
        public E next() {
            checkForComodification();
             省略此處代碼 
        }
        public void remove() {
            if (this.lastRet  0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();
             省略此處代碼 
        }
        final void checkForComodification() {
            if (ArrayList.this.modCount == this.expectedModCount)
                return;
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

從上面的源代碼我們可以看出，迭代器在調(diào)用next()、remove()方法時都是調(diào)用checkForComodification()方法，該方法主要就是檢測modCount == expectedModCount 若不等則拋出ConcurrentModificationException 異常，從而產(chǎn)生fail-fast機制。所以要弄清楚為什么會產(chǎn)生fail-fast機制我們就必須要用弄明白為什么modCount != expectedModCount ，他們的值在什么時候發(fā)生改變的。

expectedModCount 是在Itr中定義的：int expectedModCount = ArrayList.this.modCount;所以他的值是不可能會修改的，所以會變的就是modCount。modCount是在 AbstractList 中定義的，為全局變量：

protected transient int modCount = 0;
那么他什么時候因為什么原因而發(fā)生改變呢？請看ArrayList的源碼：

public boolean add(E paramE) {
    ensureCapacityInternal(this.size + 1);
     省略此處代碼 
}
private void ensureCapacityInternal(int paramInt) {
    if (this.elementData == EMPTY_ELEMENTDATA)
        paramInt = Math.max(10, paramInt);
    ensureExplicitCapacity(paramInt);
}
private void ensureExplicitCapacity(int paramInt) {
    this.modCount += 1;    修改modCount
     省略此處代碼 
}

public boolean remove(Object paramObject) {
int i;
if (paramObject == null)
for (i = 0; i this.size; ++i) {
if (this.elementData[i] != null)
continue;
fastRemove(i);
return true;
}
else
for (i = 0; i this.size; ++i) {
if (!(paramObject.equals(this.elementData[i])))
continue;
fastRemove(i);
return true;
}
return false;
}

private void fastRemove(int paramInt) {
    this.modCount += 1;   修改modCount
     省略此處代碼 
}
public void clear() {
    this.modCount += 1;    修改modCount
     省略此處代碼 
}

從上面的源代碼我們可以看出，ArrayList中無論add、remove、clear方法只要是涉及了改變ArrayList元素的個數(shù)的方法都會導致modCount的改變。

所以我們這里可以初步判斷由于expectedModCount 得值與modCount的改變不同步，導致兩者之間不等從而產(chǎn)生fail-fast機制。知道產(chǎn)生fail-fast產(chǎn)生的根本原因了，我們可以有如下場景：

有兩個線程（線程A，線程B），其中線程A負責遍歷list、線程B修改list。線程A在遍歷list過程的某個時候（此時expectedModCount = modCount=N），線程啟動，同時線程B增加一個元素，這是modCount的值發(fā)生改變（modCount + 1 = N + 1）。

線程A繼續(xù)遍歷執(zhí)行next方法時，通告checkForComodification方法發(fā)現(xiàn)expectedModCount = N ，而modCount = N + 1，兩者不等，這時就拋出ConcurrentModificationException 異常，從而產(chǎn)生fail-fast機制。

所以，直到這里我們已經(jīng)完全了解了fail-fast產(chǎn)生的根本原因了。知道了原因就好找解決辦法了。

fail-fast解決辦法

通過前面的實例、源碼分析，我想各位已經(jīng)基本了解了fail-fast的機制，下面我就產(chǎn)生的原因提出解決方案。這里有兩種解決方案：

方案一：在遍歷過程中所有涉及到改變modCount值得地方全部加上synchronized或者直接使用Collections.synchronizedList，這樣就可以解決。但是不推薦，因為增刪造成的同步鎖可能會阻塞遍歷操作。

方案二：使用CopyOnWriteArrayList來替換ArrayList。推薦使用該方案。

CopyOnWriteArrayList為何物？ArrayList 的一個線程安全的變體，其中所有可變操作（add、set 等等）都是通過對底層數(shù)組進行一次新的復制來實現(xiàn)的。 該類產(chǎn)生的開銷比較大，但是在兩種情況下，它非常適合使用。

1：在不能或不想進行同步遍歷，但又需要從并發(fā)線程中排除沖突時。

2：當遍歷操作的數(shù)量大大超過可變操作的數(shù)量時。遇到這兩種情況使用CopyOnWriteArrayList來替代ArrayList再適合不過了。那么為什么CopyOnWriterArrayList可以替代ArrayList呢？

第一、CopyOnWriterArrayList的無論是從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、定義都和ArrayList一樣。它和ArrayList一樣，同樣是實現(xiàn)List接口，底層使用數(shù)組實現(xiàn)。在方法上也包含add、remove、clear、iterator等方法。

第二、CopyOnWriterArrayList根本就不會產(chǎn)生ConcurrentModificationException異常，也就是它使用迭代器完全不會產(chǎn)生fail-fast機制。請看：

private static class COWIteratorE implements ListIteratorE {
         省略此處代碼 
        public E next() {
            if (!(hasNext()))
                throw new NoSuchElementException();
            return this.snapshot[(this.cursor++)];
        }
         省略此處代碼 
    }

CopyOnWriterArrayList的方法根本就沒有像ArrayList中使用checkForComodification方法來判斷expectedModCount 與 modCount 是否相等。它為什么會這么做，憑什么可以這么做呢？我們以add方法為例：

public boolean add(E paramE) {
        ReentrantLock localReentrantLock = this.lock;
        localReentrantLock.lock();
        try {
            Object[] arrayOfObject1 = getArray();
            int i = arrayOfObject1.length;
            Object[] arrayOfObject2 = Arrays.copyOf(arrayOfObject1, i + 1);
            arrayOfObject2[i] = paramE;
            setArray(arrayOfObject2);
            int j = 1;
            return j;
        } finally {
            localReentrantLock.unlock();
        }
    }
    final void setArray(Object[] paramArrayOfObject) {
        this.array = paramArrayOfObject;
    }

CopyOnWriterArrayList的add方法與ArrayList的add方法有一個最大的不同點就在于，下面三句代碼：

Object[] arrayOfObject2 = Arrays.copyOf(arrayOfObject1, i + 1);
arrayOfObject2[i] = paramE;
setArray(arrayOfObject2);

就是這三句代碼使得CopyOnWriterArrayList不會拋ConcurrentModificationException異常。他們所展現(xiàn)的魅力就在于copy原來的array，再在copy數(shù)組上進行add操作，這樣做就完全不會影響COWIterator中的array了。

所以CopyOnWriterArrayList所代表的核心概念就是：任何對array在結(jié)構(gòu)上有所改變的操作（add、remove、clear等），CopyOnWriterArrayList都會copy現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，再在copy的數(shù)據(jù)上修改，這樣就不會影響COWIterator中的數(shù)據(jù)了，修改完成之后改變原有數(shù)據(jù)的引用即可。同時這樣造成的代價就是產(chǎn)生大量的對象，同時數(shù)組的copy也是相當有損耗的。

Comparable 和 Comparator

Java 中為我們提供了兩種比較機制：Comparable 和 Comparator，他們之間有什么區(qū)別呢？今天來了解一下。

Comparable

Comparable 在 java.lang包下，是一個接口，內(nèi)部只有一個方法 compareTo()：

public interface ComparableT {
    public int compareTo(T o);
}

Comparable 可以讓實現(xiàn)它的類的對象進行比較，具體的比較規(guī)則是按照 compareTo 方法中的規(guī)則進行。這種順序稱為 自然順序。

compareTo 方法的返回值有三種情況：

e1.compareTo(e2)  0 即 e1  e2
e1.compareTo(e2) = 0 即 e1 = e2
e1.compareTo(e2)  0 即 e1  e2

注意：

1.由于 null 不是一個類，也不是一個對象，因此在重寫 compareTo 方法時應該注意 e.compareTo(null) 的情況，即使 e.equals(null) 返回 false，compareTo 方法也應該主動拋出一個空指針異常 NullPointerException。

2.Comparable 實現(xiàn)類重寫 compareTo 方法時一般要求 e1.compareTo(e2) == 0 的結(jié)果要和 e1.equals(e2) 一致。這樣將來使用 SortedSet 等根據(jù)類的自然排序進行排序的集合容器時可以保證保存的數(shù)據(jù)的順序和想象中一致。
有人可能好奇上面的第二點如果違反了會怎樣呢？

舉個例子，如果你往一個 SortedSet 中先后添加兩個對象 a 和 b，a b 滿足 (!a.equals(b) && a.compareTo(b) == 0)，同時也沒有另外指定個 Comparator，那當你添加完 a 再添加 b 時會添加失敗返回 false, SortedSet 的 size 也不會增加，因為在 SortedSet 看來它們是相同的，而 SortedSet 中是不允許重復的。

實際上所有實現(xiàn)了 Comparable 接口的 Java 核心類的結(jié)果都和 equlas 方法保持一致。
實現(xiàn)了 Comparable 接口的 List 或則數(shù)組可以使用 Collections.sort() 或者 Arrays.sort() 方法進行排序。

實現(xiàn)了 Comparable 接口的對象才能夠直接被用作 SortedMap (SortedSet) 的 key，要不然得在外邊指定 Comparator 排序規(guī)則。

因此自己定義的類如果想要使用有序的集合類，需要實現(xiàn) Comparable 接口，比如：

description 測試用的實體類 書, 實現(xiàn)了 Comparable 接口，自然排序

  author shixinzhang
  br
  data 1052016
public class BookBean implements Serializable, Comparable {
    private String name;
    private int count;
public BookBean(String name, int count) {
    this.name = name;
    this.count = count;
}
public String getName() {
    return name;
}
public void setName(String name) {
    this.name = name;
}
public int getCount() {
    return count;
}
public void setCount(int count) {
    this.count = count;
}

?
重寫 equals
@param o
@return

@Override
public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (!(o instanceof BookBean)) return false;
    BookBean bean = (BookBean) o;
    if (getCount() != bean.getCount()) return false;
    return getName().equals(bean.getName());
}

?
重寫 hashCode 的計算方法
根據(jù)所有屬性進行 迭代計算，避免重復
計算 hashCode 時 計算因子 31 見得很多，是一個質(zhì)數(shù)，不能再被除
@return

@Override
public int hashCode() {
    調(diào)用 String 的 hashCode(), 唯一表示一個字符串內(nèi)容
    int result = getName().hashCode();
    乘以 31, 再加上 count
    result = 31  result + getCount();
    return result;
}
@Override
public String toString() {
    return BookBean{ +
            name=' + name + ''' +
            , count= + count +
            '}';
}

?
當向 TreeSet 中添加 BookBean 時，會調(diào)用這個方法進行排序
@param another
@return

@Override
public int compareTo(Object another) {
    if (another instanceof BookBean){
        BookBean anotherBook = (BookBean) another;
        int result;
        比如這里按照書價排序
        result = getCount() - anotherBook.getCount();     
      或者按照 String 的比較順序
      result = getName().compareTo(anotherBook.getName());
        if (result == 0){   當書價一致時，再對比書名。 保證所有屬性比較一遍
            result = getName().compareTo(anotherBook.getName());
        }
        return result;
    }
     一樣就返回 0
    return 0;
}

上述代碼還重寫了 equlas(), hashCode() 方法，自定義的類將來可能會進行比較時，建議重寫這些方法。

這里我想表達的是在有些場景下 equals 和 compareTo 結(jié)果要保持一致，這時候不重寫 equals，使用 Object.equals 方法得到的結(jié)果會有問題，比如說 HashMap.put() 方法，會先調(diào)用 key 的 equals 方法進行比較，然后才調(diào)用 compareTo。

后面重寫 compareTo 時，要判斷某個相同時對比下一個屬性，把所有屬性都比較一次。

Comparator

首先認識一下Comparator：

Comparator 是javase中的接口，位于java.util包下，該接口抽象度極高，有必要掌握該接口的使用
大多數(shù)文章告訴大家Comparator是用來排序，但我想說排序是Comparator能實現(xiàn)的功能之一，他不僅限于排序

排序例子：
題目描述
輸入一個正整數(shù)數(shù)組，把數(shù)組里所有數(shù)字拼接起來排成一個數(shù)，打印能拼接出的所有數(shù)字中最小的一個。例如輸入數(shù)組{3，32，321}，則打印出這三個數(shù)字能排成的最小數(shù)字為321323。

代碼實現(xiàn)：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
public class Solution {
    public String PrintMinNumber(int [] s) {
        if(s==null) return null;
        String s1="";
        ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        for(int i=0;i<s.length;i++){
             list.add(s[i]);
        }
        Collections.sort(list,new Comparator<Integer>(){
            public int compare(Integer str1,Integer str2){
                String s1=str1+""+str2;
                String s2=str2+""+str1;
                return s1.compareTo(s2);
            }
        });
         for(int j:list){
                s1+=j;
             }
        return s1;
    }
}

一般需要做比較的邏輯都可以使用的上Comparator，最常用的場景就是排序和分組，排序常使用Arrays和Collections的sort方法，而分組則可以使用提供的divider方法。

排序和分組的區(qū)別在于:
排序時，兩個對象比較的結(jié)果有三種：大于，等于，小于。
分組時，兩個對象比較的結(jié)果只有兩種：等于(兩個對象屬于同一組)，不等于(兩個對象屬于不同組)

Java8中使用lambda實現(xiàn)比較器

今天先看看Lambda 表達式的簡單使用：
首先：Lambda表達式的基本語法：(parameters) -> expression或（請注意語句的花括號）
(parameters) -> { statements; }

第一感覺就是這個箭頭感覺有點怪，不過多用幾次習慣就好，它主要是為了把參數(shù)列表與Lambda主體分隔開，箭頭左邊的是參數(shù)列表，右邊的是Lambda主體。注意：Lambda表達式可以包含多行語句。
在用Lambda 之前，我們先看看之前寫比較器的寫法

Comparator<Developer> byName = new Comparator<Developer>() {
    @Override
    public int compare(Developer o1, Developer o2) {
        return o1.getName().compareTo(o2.getName());
    }
};

感覺也不是很復雜，沒幾行代碼，再來看看Lambda 表達式的寫法：

Comparator<Developer> byName =
    (Developer o1, Developer o2)->o1.getName().compareTo(o2.getName());

比之前要簡單許多有木有。
下面再來看看排序功能示例：
先用Collections.sort如下：

public class TestSorting {
    public static void main(String[] args) {
        List<Developer> listDevs = getDevelopers();
        System.out.println("Before Sort");
        for (Developer developer : listDevs) {
            System.out.println(developer);
        }
        //安裝年齡排序
        Collections.sort(listDevs, new Comparator<Developer>() {
            @Override
            public int compare(Developer o1, Developer o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge();
            }
        });
        System.out.println("After Sort");
        for (Developer developer : listDevs) {
            System.out.println(developer);
        }
    }
    private static List<Developer> getDevelopers() {
        List<Developer> result = new ArrayList<Developer>();
        result.add(new Developer("mkyong", new BigDecimal("70000"), 33));
        result.add(new Developer("alvin", new BigDecimal("80000"), 20));
        result.add(new Developer("jason", new BigDecimal("100000"), 10));
        result.add(new Developer("iris", new BigDecimal("170000"), 55));
        return result;
    }
}
輸出結(jié)果：
Before Sort
Developer [name=mkyong, salary=70000, age=33]
Developer [name=alvin, salary=80000, age=20]
Developer [name=jason, salary=100000, age=10]
Developer [name=iris, salary=170000, age=55]
After Sort
Developer [name=jason, salary=100000, age=10]
Developer [name=alvin, salary=80000, age=20]
Developer [name=mkyong, salary=70000, age=33]
Developer [name=iris, salary=170000, age=55]

看起來整個流程完全沒毛病，下面再來看看Lambda的方式:

public class TestSorting {
    public static void main(String[] args) {
        List<Developer> listDevs = getDevelopers();
        System.out.println("Before Sort");
        for (Developer developer : listDevs) {
            System.out.println(developer);
        }
        System.out.println("After Sort");
        //對比上面的代碼
        listDevs.sort((Developer o1, Developer o2)->o1.getAge()-o2.getAge());
        //這樣打印感覺也不錯
        listDevs.forEach((developer)->System.out.println(developer));
    }
    private static List<Developer> getDevelopers() {
        List<Developer> result = new ArrayList<Developer>();
        result.add(new Developer("mkyong", new BigDecimal("70000"), 33));
        result.add(new Developer("alvin", new BigDecimal("80000"), 20));
        result.add(new Developer("jason", new BigDecimal("100000"), 10));
        result.add(new Developer("iris", new BigDecimal("170000"), 55));
        return result;
    }
}

輸出結(jié)果：

Before Sort
Developer [name=mkyong, salary=70000, age=33]
Developer [name=alvin, salary=80000, age=20]
Developer [name=jason, salary=100000, age=10]
Developer [name=iris, salary=170000, age=55]
After Sort
Developer [name=jason, salary=100000, age=10]
Developer [name=alvin, salary=80000, age=20]
Developer [name=mkyong, salary=70000, age=33]
Developer [name=iris, salary=170000, age=55]

總體來說，寫法與之前有較大的改變，寫的代碼更少，更簡便，感覺還不錯。
后續(xù)會帶來更多有關(guān)Java8相關(guān)的東西，畢竟作為一只程序狗，得不停的學習才能不被淘汰。Java語言都在不停的改進更新，我們有啥理由不跟上節(jié)奏呢？
由于時間問題這里只是一個簡單的應用，想了解更多可到官網(wǎng)查找相關(guān)示例。

總結(jié)

Java 中的兩種排序方式：

Comparable 自然排序。（實體類實現(xiàn)）
Comparator 是定制排序。（無法修改實體類時，直接在調(diào)用方創(chuàng)建）
同時存在時采用 Comparator（定制排序）的規(guī)則進行比較。

對于一些普通的數(shù)據(jù)類型（比如 String, Integer, Double…），它們默認實現(xiàn)了Comparable 接口，實現(xiàn)了 compareTo 方法，我們可以直接使用。

而對于一些自定義類，它們可能在不同情況下需要實現(xiàn)不同的比較策略，我們可以新創(chuàng)建 Comparator 接口，然后使用特定的 Comparator 實現(xiàn)進行比較。

這就是 Comparable 和 Comparator 的區(qū)別。

參考文章

https://blog.csdn.net/weixin_30363263/article/details/80867590

https://www.cnblogs.com/shizhijie/p/7657049.html

https://www.cnblogs.com/xiaweicn/p/8688216.html

https://cmsblogs.com/p=1185

https://blog.csdn.net/android_hl/article/details/53228348

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