详解Java中Comparable和Comparator接口的区别
Comparable 简介
Comparable 是排序接口。
若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。此外，“实现Comparable接口的类的对象”可以用作“有序映射(如TreeMap)”中的键或“有序集合(TreeSet)”中的元素，而不需要指定比较器。
接口中通过x.compareTo(y)来比较x和y的大小。若返回负数，意味着x比y小；返回零，意味着x等于y；返回正数，意味着x大于y。
Comparator 简介
Comparator 是比较器接口。我们若需要控制某个类的次序，而该类本身不支持排序(即没有实现Comparable接口)；那么，我们可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。这个“比较器”只需要实现Comparator接口即可。也就是说，我们可以通过“实现Comparator类来新建一个比较器”，然后通过该比较器对类进行排序。
int compare(T o1, T o2)和上面的x.compareTo(y)类似，定义排序规则后返回正数，零和负数分别代表大于，等于和小于。
两者的联系
Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。
代码实现
package com.github.compare;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
/**
* @ _ooOoo_
* o8888888o
* 88" . "88
* (| -_- |)
* O\ = /O
* ____/`---'\____
* .' \\| |// `.
* / \\||| : |||// \
* / _||||| -:- |||||- \
* | | \\\ - /// | |
* | \_| ''\---/'' | |
* \ .-\__ `-` ___/-. /
* ___`. .' /--.--\ `. . __
* ."" '< `.___\_<|>_/___.' >'"".
* | | : `- \`.;`\ _ /`;.`/ - ` : | |
* \ \ `-. \_ __\ /__ _/ .-` / /
* ======`-.____`-.___\_____/___.-`____.-'======
* `=---='
* ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
* 佛祖保佑 永无BUG
*@DESCRIPTION Comparable是排序接口；若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。
* Comparable相当于“内部比较器”
*@AUTHOR SongHongWei
*@TIME 2018/12/14-16:11
*@PACKAGE_NAME com.github.compare
**/
public class ComparableAndCompartor
{
public static void main(String[] args)
{
List<House> houses = new ArrayList();
House h1 = new House(95.0, 12000);
House h2 = new House(110.0, 12160);
House h3 = new House(80.0, 16300);
House h4 = new House(150.3, 10690);
houses.add(h1);
houses.add(h2);
houses.add(h3);
houses.add(h4);
comparable(houses);
comparator(houses);
}
/**
*@DESCRIPTION House类实现类Comparable接口, 并重写了compareTo方法, 所以执行Collections.sort方法时会去调用我们重写的compareTo方法
*@AUTHOR SongHongWei
*@TIME 2018/12/14-16:46
*@CLASS_NAME ComparableAndCompartor
**/
private static void comparable(List houses)
{
System.out.printf("未排序前的顺序,%s\n", houses);
Collections.sort(houses);
System.out.printf("按面积大小排序后的顺序,%s\n", houses);
}
private static void comparator(List houses)
{
System.out.printf("未排序前的顺序,%s\n", houses);
Collections.sort(houses, new ComparatorDetail());
System.out.printf("按单价大小排序后的顺序,%s\n", houses);
}
/**
*@DESCRIPTION 实现Compatator接口, 并重写compare方法, 根据单价倒序排序
*@AUTHOR SongHongWei
*@TIME 2018/12/14-16:49
*@CLASS_NAME ComparableAndCompartor
**/
static class ComparatorDetail implements Comparator<House>
{
@Override
public int compare(House o1, House o2)
{
if (o1.price < o2.price)
return 1;
else if (o1.price > o2.price)
return -1;
return 0;
}
}
}
package com.github.compare;
/**
* @ _ooOoo_
* o8888888o
* 88" . "88
* (| -_- |)
* O\ = /O
* ____/`---'\____
* .' \\| |// `.
* / \\||| : |||// \
* / _||||| -:- |||||- \
* | | \\\ - /// | |
* | \_| ''\---/'' | |
* \ .-\__ `-` ___/-. /
* ___`. .' /--.--\ `. . __
* ."" '< `.___\_<|>_/___.' >'"".
* | | : `- \`.;`\ _ /`;.`/ - ` : | |
* \ \ `-. \_ __\ /__ _/ .-` / /
* ======`-.____`-.___\_____/___.-`____.-'======
* `=---='
* ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
* 佛祖保佑 永无BUG
*@DESCRIPTION 一个房子对象, 有面积和单价两个属性
*@AUTHOR SongHongWei
*@TIME 2018/12/14-16:14
*@PACKAGE_NAME com.github.compare
**/
public class House implements Comparable<House>
{
/*房子的面积*/
protected double proportion;
/*房子每平米的售价*/
protected double price;
public House(double proportion, double price)
{
this.proportion = proportion;
this.price = price;
}
/**
*@DESCRIPTION 重写compareTo方法, 利用房子的面积来进行大小比较
*@AUTHOR SongHongWei
*@TIME 2018/12/14-16:18
*@CLASS_NAME House
**/
@Override
public int compareTo(House o)
{
/*当前对象的面积大,返回正数*/
if (this.proportion > o.proportion)
return 1;
/*当前面积小,返回负数*/
else if (this.proportion < o.proportion)
return -1;
/*相等返回0*/
return 0;
}
@Override
public String toString()
{
return "面积为" + proportion + "\t价格为" + price;
}
}
附注
Collection与Collections的区别
Collection是集合类的上级接口，继承与他有关的接口主要有List和Set
Collections是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全等操作
public static void main(String args[]) {
//注意List是实现Collection接口的
List list = new ArrayList();
double array[] = { 112, 111, 23, 456, 231 };
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
list.add(new Double(array[i]));
}
Collections.sort(list); //把list按从小到大排序
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
// 结果：23.0 111.0 112.0 231.0 456.0
}
Collections如何调用重写的compareTo方法的
集合框架中，Collections工具类支持两种排序方法：
Collections.sort(List<T> list);
Collections.sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)
如果待排序的列表中是数字或者字符，可以直接使用Collections.sort(list);当需要排序的集合或数组不是单纯的数字型时，需要自己定义排序规则，实现一个Comparator比较器。
Collections调用Collections.sort(list)方法,方法传递一个List集合,这里要求,List泛型里面装的元素必须实现Compareable接口此外，列表中的所有元素都必须是可相互比较的（也就是说，对于列表中的任何 e1 和 e2 元素，e1.compareTo(e2) 不得抛出 ClassCastException）。Java源码里是这样写的All elements in the list must implement the {@link Comparable}interface.Furthermore, all elements in the list must be mutually comparable (that is, {@code e1.compareTo(e2)} must not throw a {@code ClassCastException} for any elements
Collections.sort源码
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) {
Object[] a = list.toArray();
Arrays.sort(a);
ListIterator<T> i = list.listIterator();
for (int j=0; j<a.length; j++) {
i.next();
i.set((T)a[j]);
}
}
由源码可以看出来,sort内部调用了Arrays.sort的方法,继续向下看
Arrays.sort源码
public static void sort(Object[] a) {
if (LegacyMergeSort.userRequested)
legacyMergeSort(a);
else
ComparableTimSort.sort(a);
}
源码里首先判断是否采用传统的排序方法,LegacyMergeSort.userRequested属性默认为false,也就是说默认选中 ComparableTimSort.sort(a)方法(传统归并排序在1.5及之前是默认排序方法，1.5之后默认执行ComparableTimSort.sort()方法。除非程序中强制要求使用传统归并排序,语句如下：System.setProperty("java.util.Arrays.useLegacyMergeSort", "true"))
继续看 ComparableTimSort.sort(a)源码
ComparableTimSort.sort(a)源码
static void sort(Object[] a) {
sort(a, 0, a.length);
}
static void sort(Object[] a, int lo, int hi) {
rangeCheck(a.length, lo, hi);
int nRemaining = hi - lo;
if (nRemaining < 2)
return; // Arrays of size 0 and 1 are always sorted
// If array is small, do a "mini-TimSort" with no merges
if (nRemaining < MIN_MERGE) {
int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);
binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen);
return;
}
/**
* March over the array once, left to right, finding natural runs,
* extending short natural runs to minRun elements, and merging runs
* to maintain stack invariant.
*/
ComparableTimSort ts = new ComparableTimSort(a);
int minRun = minRunLength(nRemaining);
do {
// Identify next run
int runLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);
// If run is short, extend to min(minRun, nRemaining)
if (runLen < minRun) {
int force = nRemaining <= minRun ? nRemaining : minRun;
binarySort(a, lo, lo + force, lo + runLen);
runLen = force;
}
// Push run onto pending-run stack, and maybe merge
ts.pushRun(lo, runLen);
ts.mergeCollapse();
// Advance to find next run
lo += runLen;
nRemaining -= runLen;
} while (nRemaining != 0);
// Merge all remaining runs to complete sort
assert lo == hi;
ts.mergeForceCollapse();
assert ts.stackSize == 1;
}
nRemaining表示没有排序的对象个数，方法执行前，如果这个数小于2，就不需要排序了。
如果2<= nRemaining <=32,即MIN_MERGE的初始值，表示需要排序的数组是小数组，可以使用mini-TimSort方法进行排序，否则需要使用归并排序。
mini-TimSort排序方法：先找出数组中从下标为0开始的第一个升序序列，或者找出降序序列后转换为升序重新放入数组，将这段升序数组作为初始数组，将之后的每一个元素通过二分法排序插入到初始数组中。注意，这里就调用到了我们重写的compareTo()方法了。
private static int countRunAndMakeAscending(Object[] a, int lo, int hi) {
assert lo < hi;
int runHi = lo + 1;
if (runHi == hi)
return 1;
// Find end of run, and reverse range if descending
if (((Comparable) a[runHi++]).compareTo(a[lo]) < 0) { // Descending
while (runHi < hi && ((Comparable) a[runHi]).compareTo(a[runHi - 1]) < 0)
runHi++;
reverseRange(a, lo, runHi);
} else { // Ascending
while (runHi < hi && ((Comparable) a[runHi]).compareTo(a[runHi - 1]) >= 0)
runHi++;
}
return runHi - lo;
}