似懂非懂的Comparable与Comparator

jdk1.8.0_144

一知半解写代码, 集合排序用个啥。 抄起键盘胡乱打, 似懂非懂最可怕。

  Comparable与Comparator都是用于集合的排序,对于大多数人来说Comparator可能略微比Comparable要熟悉一点,类似下面这几句代码的使用频率应该是最高的。

Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o1.compareTo(o2);
    }
});

  这是一段对集合排序的代码。

  对于集合排序时比较器的使用往往止步于此,以至于更为深层次的使用似懂非懂,更为复杂的排序不知所措。

  Comparable用于集合内部定义的方法实现的排序,Comparator用于集合外部实现的排序。

  我们从Collections.sort的两个重载方法开始

public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)

public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)

  这两个方法都是泛型方法,第一个方法只传递一个List参数进行排序,第二个方法传递一个List参数加上一个Comparator比较器。

public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)

  Collections.sort方法用于对List集合进行排序,思考一个问题,这个只有一个参数的List如何进行排序呢?它是按照怎样的规则进行排序呢?答案就在这个泛型方法的泛型类型之中“<T extends Comparable<? super T>>”,List集合中的元素需要实现Comparable接口,Comparable接口也是一个泛型,并要求它的泛型类型需要是集合中的元素的超类(或自身)。重点在于——集合中的元素需要是实现Comparable接口。也就是说在使用Collections.sort(List)这个方法对集合中的元素进行排序时,需要集合中的元素实现了Comparable接口,这才能进行排序。

public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)

  这个方法同样是一个泛型方法,与上面的方法不同的是对集合中的元素类型并没有做限制,要对这个集合进行排序需要指定一个Comparator比较器,这个比较器的泛型类型需要是集合元素的超类(或自身)。

  通过上面这两个方法比较容易的能得出一个浅显的结论,Comparable和Comparator都是用于比较、排序,如果元素自身已经实现了Comparable接口,则可以利用它自身进行比较排序,如果元素自身没有实现Comparable接口,则可以利用外部实现Comparator比较器对元素进行比较排序。这也就是前面提到的Comparable用于集合内部定义的方法实现的排序,Comparator用于集合外部实现的排序。 接着来看Comparable接口和Comparator接口。

接着来看Comparable接口和Comparator接口。

Comparable

public int compareTo(T o)

  这个接口只定义了一个compareTo方法,在很多“值类型”的数据类型,例如String、Integer、Long等已经实现了这个接口。

  对于这个方法和equals方法有类似的地方,equals强调的更多是相等于否,而compareTo强调更多的比较,如果x < y,则返回-1;x = y,则返回0;x > y,则返回1。实现这个方法时同样需要遵循几个规则:

  1. 自反性,如果x <y ,那么x.compareTo(y)返回-1,同理y.compareTo则返回1;
  2. 传递性,如果x.compareTo(y)返回-1,y.compareTo(z)返回-1,则x.compareTo(z)也应该返回-1;
  3. 同一性,如果x.compareTo(y)返回0(x = y),那么若x.compareTo(z)返回-1时,y.compareTo(z)也应该返回-1。

  有兴趣的可以查看String类中对于compareTo方法的实现,它的排序规则是将字符串转换为字符数组逐个按照字典序排序。

Comparator

int compare(T o1, T o2)

boolean equals(Object obj)

  这个接口在JDK8中对它进行了较大的改进,在JDK8之前只包含上面两个方法,而JDK8则达到了18个方法,其中都是接口的default方法,和static静态方法,所以并不需要在实现时额外实现。

  在JDK8中该类添加了@FunctionalInterface函数式接口的注解,函数式接口表明在接口中只含有一个方法作为Lambda表达式的数据类型,在《JDK8的新特性——Lambda表达式》中有提到,Java中定义如果覆盖了Object中的方法则不算,所以在Comparator接口中只有一个compare方法。对于@FunctionalInteface注解可加不可加,加上只是为了让编译器做更好的检查,要求只能定义一个方法,不加编译器便不对此进行检查。

  compare方法和compareTo方法类似,它同样需要满足上面提到的:自反性、传递性、同一性。并且它强调,不必严格满足“(compare(x, y)==0) == (x.equals(y))”,当然最好说明白。

  对于这个类,更多的是需要理解学习它所运用的设计模式——策略模式。策略模式,不改变对象自身,而是用另一个对象来改变它的行为。例如,超市减价操作,有10件商品需要统一降价1半进行处理,我们可以在这10件商品的价格上全部做修改减少至它的一半,10件好处理,如果N件呢,甚至我们还需要对其进行降价呢?此时我们则可以使用一种“策略”——商品全部打5折。这就是利用另外一个对象来改变一个对象的行为,而不是简单粗暴地修改原有对象。说回此处,如果List中的元素本身没有实现Comparable接口,但我们需要对它进行排序,我们可以对原有对象进行修改让它实现Comparable接口,但凡涉及修改代码都不优美,此时我们则可以利用策略模式,也就是实现一个Comparator接口对集合中的元素进行排序。

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