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Java Comparable 接口详解

2018-05-17 08:00 星期四 所属: 网页教程 浏览:433

  在实际应用中,我们往往有需要比较两个自定义对象大小的地方。而这些自定义对象的比较,就不像简单的整型数据那么简单,它们往往包含有许多的属性,我们一般都是根据这些属性对自定义对象进行比较的。所以java中要比较对象的大小或者要对对象的集合进行排序,需要通过比较这些对象的某些属性的大小来确定它们之间的大小关系。

  一般,Java中通过接口实现两个对象的比较,比较常用就是Comparable接口和Comparator接口。首先类要实现接口,并且使用泛型规定要进行比较的对象所属的类,然后类实现了接口后,还需要实现接口定义的比较方法(compareTo方法或者compare方法),在这些方法中传入需要比较大小的另一个对象,通过选定的成员变量与之比较,如果大于则返回1,小于返回-1,相等返回0。

  什么是Comparable接口

  此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。此排序被称为该类的自然排序,类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。实现此接口的对象列表(和数组)可以通过Collections.sort(和Arrays.sort)进行自动排序。实现此接口的对象可以用作有序映射表中的键或有序集合中的元素,无需指定比较器。强烈推荐(虽然不是必需的)使自然排序与equals一致。所谓与equals一致是指对于类C的每一个e1和e2来说,当且仅当(e1.compareTo((Object)e2)==0)与e1.equals((Object)e2)具有相同的布尔值时,类C的自然排序才叫做与equals一致。

  Comparable与Comparator的区别

  Comparator位于包java.util下,而Comparable位于包java.lang下,Comparable接口将比较代码嵌入自身类中,而后者在一个独立的类中实现比较。如果类的设计师没有考虑到Compare的问题而没有实现Comparable接口,可以通过Comparator来实现比较算法进行排序,并且为了使用不同的排序标准做准备,比如:升序、降序。

  Comparable接口时用来干什么的呢?

  我们应该如何对事物进行比较和排序?这问题听上去有点莫名其妙,但我希望你认真考虑一下。比方说,我们有一组苹果:

Java Comparable 接口详解

  例1

  我们要怎样对它们进行排序呢?我们希望通过重量进行排序吗?如果是的话,排序是从最轻到最重还是从最重到最轻?当我们对它们进行排序的时候,我们需要反复比较两个苹果的重量,直到正确地排好所有的苹果。苹果1比苹果2重?那它比苹果3重吗?我们需要不断比较,直到完成排序。Comparable接口可以帮助我们实现这一目标。Comparable本身不能对对象进行排序,但接口定义的方法intcompareTo(T)可以。

  compareTo(T)如何工作

  让我们通过使用compareTo()方法来看看哪个苹果更重,开始吧!

compareTo(T)如何工作    让我们通过使用compareTo()方法来看看哪个苹果更重,开始吧!

  例2

  compareTo()方法的工作原理是返回一个int值——或正,或负,或为零。它通过调用作为参数的对象来比较对象。负数表示调用的对象比参数“轻”。如果我们用大小来比较苹果,那么上面的调用会返回一个负数,例如-400,因为红苹果比青苹果小。如果两个苹果重量相等,那么调用将返回0。如果红苹果更重,那么compareTo()将返回一个正数,例如68。

  compareTo()的灵活性

  如果我们反复调用上面的compareTo()方法,那么我们可以通过大小来排序,这很棒,但并非故事的结束。如果我们想通过颜色来给苹果排序呢?抑或是重量?我们也可以做到。关键是,我们的客户——让我们叫他胖子农夫(见例3),需要在我们开始开发之前精确定义需要如何对苹果进行排序。

如果我们反复调用上面的compareTo()方法,那么我们可以通过大小来排序,这很棒,但并非故事的结束。如果我们想通过颜色来给苹果排序呢?抑或是重量?我们也可以做到。关键是,我们的客户——让我们叫他胖子农夫(见例3),需要在我们开始开发之前精确定义需要如何对苹果进行排序。

  例3

  他可以通过回答这两个问题来做到这一点:

  1.他希望苹果如何进行排序?他希望我们比较什么特征?

  2.在那样的环境中,“小于”,“等于”和“大于”指的是什么意思?

  也可以使用多个特征,这个后面我们会讲。

  例1:通过重量排序苹果

  在第一个例子中,我们将通过重量对苹果排序。只需要一行代码。

  Collections.sort(apples);

  例4

  上面的代码行可以为我们做到所有的排序工作,只要我们事先定义好如何对苹果进行排序(这就需要多行代码了)。

  让我们开始写苹果类吧。

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 上面的代码行可以为我们做到所有的排序工作,只要我们事先定义好如何对苹果进行排序(这就需要多行代码了)。    让我们开始写苹果类吧。

  例5

  这是Apple类的第一个版本。由于我们使用的是compareTo方法,并且正在排序苹果,所以我实现了Comparable接口。在这第一个版本中,我们通过重量比较对象。在我们的compareTo()方法中,我们写一个if条件,说明如果这个苹果的重量小于其他的苹果,那么返回一个负数,为了保持简单,我们假定它为-1。请记住,这意味着这个苹果轻于Apple‘other’。在第二个if语句中,我们要说明,如果苹果重量相等,那么返回一个0。当然,如果这个苹果既不是更轻,又不是一样重,那就只能比其他苹果更重了。在这种情况下,我们返回一个正数,假定为1。

  例2:通过多个特征排序苹果

  正如我前面提到的,我们还可以使用compareTo()比较多个特征。比方说,我们第一通过品种排序苹果,但如果两个苹果是同一品种,那么我们就按颜色排序。最后,如果这两个特性相同,那么我们将按重量排序。虽然我们可以手动实现这件事,就像我在最后一个例子中做的那样,但是其实可以用一种简洁得多的方式实现。一般来说,最好是重用现有的代码,而不是自己写。我们可以在Integer、String和枚举类中使用compareTo方法来比较值。由于我们没有使用Integer对象,用了int,所以我们不得不使用来自于Integer包装器类的一个静态的helper方法来比较两个值。

例2:通过多个特征排序苹果    正如我前面提到的,我们还可以使用compareTo()比较多个特征。比方说,我们第一通过品种排序苹果,但如果两个苹果是同一品种,那么我们就按颜色排序。最后,如果这两个特性相同,那么我们将按重量排序。虽然我们可以手动实现这件事,就像我在最后一个例子中做的那样,但是其实可以用一种简洁得多的方式实现。一般来说,最好是重用现有的代码,而不是自己写。我们可以在Integer、String和枚举类中使用compareTo方法来比较值。由于我们没有使用Integer对象,用了int,所以我们不得不使用来自于Integer包装器类的一个静态的helper方法来比较两个值。

  例6

  在例6中,我们比较了客户指定的苹果的第一特性,它们的品种。如果compareTo()调用的结果为非零,那么我们返回值。否则,我们调用另一个compareTo()直到得到一个非零值,或者直到已经比较完这三个特征。尽管此代码可以工作,但它不是最有效或干净的解决方案。在例3中,我们重构我们的代码,使其更简单。

在例6中,我们比较了客户指定的苹果的第一特性,它们的品种。如果compareTo()调用的结果为非零,那么我们返回值。否则,我们调用另一个compareTo()直到得到一个非零值,或者直到已经比较完这三个特征。尽管此代码可以工作,但它不是最有效或干净的解决方案。在例3中,我们重构我们的代码,使其更简单。

  例7

  正如你所看到的,这大大减少了代码,并且每一次比较只要一行代码。如果一个compareTo()调用的结果是零,那么我们就转移到下一个相同if语句的比较中。顺便说一句,这是成为CleanCoder的一个很好的例子。通常情况下,你不需要立即写出干净的代码;你可以从一个粗略的想法开始,使其可以工作,然后不断改进,直到你尽可能得让它干净就可以了。

  Comparable,hashCode以及Equals

  你可能会注意到compareTo()看起来有点像hashCode()和equals()方法。但是,它们有一个重要的区别。对于hashCode()和equals()方法,比较个体属性的顺序不影响返回的值,但是,在compareTo()中,通过你比较对象的顺序来定义对象的顺序。

  小编结语:

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  在结论中小编只想强调Comparable接口是多么的重要。它既用于java.util.Arrays,也用于java.util.Collections实用程序类,来排序元素和搜索排序集合中的元素。使用TreeSet和TreeMap,就更简单了——想要它们会自动排序必须实现Comparable接口的元素。

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