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JAVA—比较器

JAVA 西门飞冰 224℃

1.为什么要用比较器

我们知道基本数据类型的数据(除boolean类型外)需要比较大小的话,之间使用比较运算符即可,但是引用数据类型是不能直接使用比较运算符来比较大小的。要解决这个问题就需要用到java的比较器。

在Java中经常会涉及到对象数组的排序问题,那么就涉及到对象之间的比较问题。

Java实现对象排序的方式有两种:

  • 自然排序:java.lang.Comparable
  • 定制排序:java.util.Comparator

2.自然排序

Comparable接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序。

实现 Comparable 的类必须实现 `compareTo(Object obj) `方法,两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。如果当前对象this大于形参对象obj,则返回正整数,如果当前对象this小于形参对象obj,则返回负整数,如果当前对象this等于形参对象obj,则返回零。

实现Comparable接口的对象列表(和数组)可以通过 Collections.sort 或 Arrays.sort进行自动排序。实现此接口的对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素,无需指定比较器。

Comparable 的典型实现:(默认都是从小到大排列的)

  • String:按照字符串中字符的Unicode值进行比较
  • Character:按照字符的Unicode值来进行比较
  • 数值类型对应的包装类以及BigInteger、BigDecimal:按照它们对应的数值大小进行比较
  • Boolean:true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例
  • Date、Time等:后面的日期时间比前面的日期时间大

 

实现步骤:

要排序的对象所属的类要实现Comparable接口

步骤1:待排序的多个对象所属的类实现Comparable接口

步骤2:重写compareTo(Object obj)方法,在此方法中指明对象排序(或对象比较大小)的规则

步骤3:创建多个实现Comparable接口的对象,调用相关的方法进行排序或比较大小即可。(比如:Arrays.sort())

代码示例:

public class Student implements Comparable {
    private int id;
    private String name;
    private int score;
    private int age;

    public Student(int id, String name, int score, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.score = score;
        this.age = age;
    }
  
    //getter、setter、toString()方法略

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        //这些需要强制,将o对象向下转型为Student类型的变量,才能调用Student类中的属性
        //默认按照学号比较大小
        Student stu = (Student) o;
        return this.id - stu.id;
    }
}

测试类:

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        Student[] arr = new Student[5];
        arr[0] = new Student(3,"张三",90,23);
        arr[1] = new Student(1,"熊大",100,22);
        arr[2] = new Student(5,"王五",75,25);
        arr[3] = new Student(4,"李四",85,24);
        arr[4] = new Student(2,"熊二",85,18);

        //单独比较两个对象
        System.out.println(arr[0].compareTo(arr[1]));
        System.out.println(arr[1].compareTo(arr[2]));
        System.out.println(arr[2].compareTo(arr[2]));

        System.out.println("所有学生:");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
        System.out.println("按照学号排序:");
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length-i; j++) {
                if(arr[j].compareTo(arr[j+1])>0){
                    Student temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}

在举例:

public class Student implements Comparable {
    private String name;
    private int score;

    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    //getter、setter、toString()方法略

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        return this.score - ((Student)o).score;
    }
}

测试:

@Test
public void test02() {
	Student[] students = new Student[3];
	students[0] = new Student("张三", 96);
	students[1] = new Student("李四", 85);
	students[2] = new Student("王五", 98);

	System.out.println(Arrays.toString(students));
	Arrays.sort(students);
	System.out.println(Arrays.toString(students));
}

在举例:

class Goods implements Comparable {
    private String name;
    private double price;

    //按照价格,比较商品的大小
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof Goods) {
            Goods other = (Goods) o;
            if (this.price > other.price) {
                return 1;
            } else if (this.price < other.price) {
                return -1;
            }
            return 0;
        }
        throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
    }
    //构造器、getter、setter、toString()方法略
}

测试:

public class ComparableTest{
    public static void main(String[] args) {

        Goods[] all = new Goods[4];
        all[0] = new Goods("《红楼梦》", 100);
        all[1] = new Goods("《西游记》", 80);
        all[2] = new Goods("《三国演义》", 140);
        all[3] = new Goods("《水浒传》", 120);

        Arrays.sort(all);

        System.out.println(Arrays.toString(all));
    }
}

3.定制排序

思考?

  • 当元素的类型没有实现java.lang.Comparable接口而又不方便修改代码(例如:一些第三方的类,你只有.class文件,没有源文件)
  • 如果一个类,实现了Comparable接口,也指定了两个对象的比较大小的规则,但是此时此刻我不想按照它预定义的方法比较大小,但是我又不能随意修改,因为会影响其他地方的使用,怎么办?
  • JDK在设计类库之初,也考虑到这种情况了,所以又增加了一个java.util.Comparator接口。强行对多个对象进行整体排序的比较。

重写compare(Object o1,Object o2)方法,比较o1和o2的大小:如果方法返回正整数,则表示o1大于o2;如果返回0,表示相等;返回负整数,表示o1小于o2。

可以将 Comparator 传递给 sort 方法(如 Collections.sort 或 Arrays.sort),从而允许在排序顺序上实现精确控制。

还可以使用 Comparator 来控制某些数据结构(如有序 set或有序映射)的顺序,或者为那些没有自然顺序的对象 collection 提供排序。

实现步骤:

步骤1:创建一个实现Comparator接口的实现类

步骤2:此实现类重写Comparator接口中的compare(Object o1,Object o2)方法,在此方法中指明对象排序(或对象比较大小)的规则

步骤3:创建Comparator接口的实现类的对象a

步骤4:在需要排序的相关方法中,传入多个待排序的对象和对象a即可。比如:Arrays.sort(多个待排序的对象构成的数组,对象a)

举例:

import java.util.Comparator;
//定义定制比较器类
public class StudentScoreComparator implements Comparator { 
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        Student s1 = (Student) o1;
        Student s2 = (Student) o2;
        int result = s1.getScore() - s2.getScore();
        return result != 0 ? result : s1.getId() - s2.getId();
    }
}

测试类:

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        Student[] arr = new Student[5];
        arr[0] = new Student(3,"张三",90,23);
        arr[1] = new Student(1,"熊大",100,22);
        arr[2] = new Student(5,"王五",75,25);
        arr[3] = new Student(4,"李四",85,24);
        arr[4] = new Student(2,"熊二",85,18);

        //单独比较两个对象
        System.out.println(arr[0].compareTo(arr[1]));
        System.out.println(arr[1].compareTo(arr[2]));
        System.out.println(arr[2].compareTo(arr[2]));

        System.out.println("所有学生:");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
        System.out.println("按照学号排序:");
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length-i; j++) {
                if(arr[j].compareTo(arr[j+1])>0){
                    Student temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }

        System.out.println("按照成绩排序");
        StudentScoreComparator sc = new StudentScoreComparator();
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length-i; j++) {
                if(sc.compare(arr[j],arr[j+1])>0){
                    Student temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }
}

在举例:

Goods[] all = new Goods[4];
all[0] = new Goods("War and Peace", 100);
all[1] = new Goods("Childhood", 80);
all[2] = new Goods("Scarlet and Black", 140);
all[3] = new Goods("Notre Dame de Paris", 120);

Arrays.sort(all, new Comparator() {

    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        Goods g1 = (Goods) o1;
        Goods g2 = (Goods) o2;

        return g1.getName().compareTo(g2.getName());
    }
});

System.out.println(Arrays.toString(all));

4.两种排序方式对比

角度一:

自然排序:单一的,唯一的。

定制排序:灵活的,多样的。

角度二:

自然排序:一劳永逸的

定制排序:临时的

角度三:细节

自然排序:待排序的对象所属的类要实现Comparable接口,重写compareTo(Object obj)

定制排序:创建Comparator实现类的对象,重写compare(Object obj1,Object obj2)

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