【数据结构】Java对象的比较

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本文录入于《JAVA数据结构》专栏，本专栏是针对于大学生，编程小白精心打造的。笔者用重金(时间和精力)打造，将javaSE基础知识一网打尽，希望可以帮到读者们哦。

其他专栏：《算法详解》《C语言》《javaSE》等

内容分享：本期将会分享java数据结构中的对象比较

目录

priorityQueue中如何插入对象

元素的比较

基本类型的比较

对象类型的直接比较

对象正确的比较方式

重写equals方法

基于Comparble接口类的比较

基于比较器比较

集合框架中priorityQueue的比较方式

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priorityQueue中如何插入对象

我们知道，优先级队列在插入元素时有一个要求：需要可以比较的对象才能插入。这里我们需要知道怎样插入自定义类型对象：

比如我们插入这个student对象：

class student {
    int age;
    String name;

    public student(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue<>();
        priorityQueue.offer(new student(12,"小猪佩奇"));
        priorityQueue.offer(new student(12,"小猪乔治"));
    }

在运行后发现它会报类型不兼容的异常，这是因为在堆中插入元素，为了满足堆的性质，需要进行对象的比较，但是我们的student类型对象时不能直接比较的，所以会报错

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元素的比较

基本类型的比较

在Java中，基本类型的对象是可以直接进行比较大小的

class TestCompare {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a > b);
        System.out.println(a < b);
        System.out.println(a == b);
        char c1 = 'A';
        char c2 = 'B';
        System.out.println(c1 > c2);
        System.out.println(c1 < c2);
        System.out.println(c1 == c2);
        boolean b1 = true;
        boolean b2 = false;
        System.out.println(b1 == b2);
        System.out.println(b1 != b2);
    }
}

对象类型的直接比较

class Card {
public int rank; // 数值
public String suit; // 花色
public Card(int rank, String suit) {
this.rank = rank;
this.suit = suit;
}
}
public class TestPriorityQueue {
public static void main(String[] args) {
Card c1 = new Card(1, "♠");
Card c2 = new Card(2, "♠");
Card c3 = c1;
//System.out.println(c1 > c2); // 编译报错
System.out.println(c1 == c2); // 编译成功 ----> 打印false，因为c1和c2指向的是不同对象
//System.out.println(c1 < c2); // 编译报错
System.out.println(c1 == c3); // 编译成功 ----> 打印true，因为c1和c3指向的是同一个对象
}
}

这里我们知道，直接进行对象比较的是地址，只有相同才会返回true，不同就会报错。但是这里为毛==可以比较呢？这就得提到Object类了，因为自定义类也会继承Object类，这个类中提供了equal方法，==的情况下就是用的Object的equal方法。但是这个方式比较的就是引用对象的地址，没有比较对象的内容，这就头疼了。

// Object中equal的实现，可以看到：直接比较的是两个引用变量的地址
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}

对象正确的比较方式

重写equals方法

class student {
    int age;
    String name;

    public student(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(this == obj) {
            return true;
        }
        if(obj == null || !(obj instanceof student)) {
            return false;
        }
        student o = (student) obj;
        return this.age == ((student) obj).age && this.name.equals(o.name);
    }
}

如果指向一个对象，返回true

如果传入的是null或者不是student，返回false

按照类的成员对象比较，只要成员对象相同就返回true

注意下调其他引用类型的比较也要调用equals

这里的缺陷就是：equals只能按照相等来比较，不能比较大小

基于Comparble接口类的比较

Comparable接口的源码：

public interface Comparable {
// 返回值:
// < 0: 表示 this 指向的对象小于 o 指向的对象
// == 0: 表示 this 指向的对象等于 o 指向的对象
// > 0: 表示 this 指向的对象大于 o 指向的对象
int compareTo(E o);
}

对用户自定义类型，想要按照大小比较时，在定义类的时候，实现Comparable接口即可。然后在类中实现compareTo方法：

class student implements Comparable{
    int age;
    String name;

    public student(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(student o) {
        if(o == null) {
            return 1;
        }
        return this.age - o.age;
    }
}

基于比较器比较

用户自定义比较器类，需要实现Comparator接口：

public interface Comparator {
// 返回值:
// < 0: 表示 o1 指向的对象小于 o2 指向的对象
// == 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
// > 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
int compare(T o1, T o2);
}

这里要注意区分Comparable和Comparator接口

在自定义比较器类中重写compare方法：

import java.util.Comparator;
class Card {
public int rank; // 数值
public String suit; // 花色
public Card(int rank, String suit) {
this.rank = rank;
this.suit = suit;
}
}
class CardComparator implements Comparator {
// 根据数值比较，不管花色
// 这里我们认为 null 是最小的
@Override
public int compare(Card o1, Card o2) {
if (o1 == o2) {
return 0;
} if
(o1 == null) {
return -1;
}
if (o2 == null) {
return 1;
} 
return o1.rank - o2.rank;
}
public static void main(String[] args){
Card p = new Card(1, "♠");
Card q = new Card(2, "♠");
Card o = new Card(1, "♠");
// 定义比较器对象
CardComparator cmptor = new CardComparator();
// 使用比较器对象进行比较
System.out.println(cmptor.compare(p, o)); // == 0，表示牌相等
System.out.println(cmptor.compare(p, q)); // < 0，表示 p 比较小
System.out.println(cmptor.compare(q, p)); // > 0，表示 q 比较大
}
}

这里使用Comparator需要导入java.util包

集合框架中priorityQueue的比较方式

集合框架中的PriorityQueue底层使用堆结构，因此其内部的元素必须要能够比大小PriorityQueue采用了：Comparble和Comparator两种方式。 

1. Comparble是默认的内部比较方式，如果用户插入自定义类型对象时，该类对象必须要实现Comparble接口，并覆写compareTo方法

2. 用户也可以选择使用比较器对象，如果用户插入自定义类型对象时，必须要提供一个比较器类，让该类实现Comparator接口并覆写compare方法。 

JDK中的源码：

// 用户如果没有提供比较器对象，使用默认的内部比较，将comparator置为null
public PriorityQueue() {
this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null);
} 
// 如果用户提供了比较器，采用用户提供的比较器进行比较
public PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator comparator) {
// Note: This restriction of at least one is not actually needed,
// but continues for 1.5 compatibility
if (initialCapacity < 1)
throw new IllegalArgumentException();
this.queue = new Object[initialCapacity];
this.comparator = comparator;
}
private void siftUp(int k, E x) {
        if (comparator != null)
            siftUpUsingComparator(k, x);
        else
            siftUpComparable(k, x);
    }
private void siftUpComparable(int k, E x) {
        Comparable key = (Comparable) x;
        while (k > 0) {
            int parent = (k - 1) >>> 1;
            Object e = queue[parent];
            if (key.compareTo((E) e) >= 0)
                break;
            queue[k] = e;
            k = parent;
        }
        queue[k] = key;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private void siftUpUsingComparator(int k, E x) {
        while (k > 0) {
            int parent = (k - 1) >>> 1;
            Object e = queue[parent];
            if (comparator.compare(x, (E) e) >= 0)
                break;
            queue[k] = e;
            k = parent;
        }
        queue[k] = x;
    }

画图分析：

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