夯实Java基础（十五）——Java中Comparable和Comparator

1、前言

对于Java中的对象，我们只能使用基本运算符==、！=来判断一下地址是否相等，不能使用>、<来比较大小。但是在实际的开发中，我们需要对对象进行排序，也就是比较大小，那么应该如何实现呢？这就涉及到了Java中的两个常用的接口Comparable<T>和Comparator<T>的实现了。下面通过示例学习这两个接口的使用。

2、Comparable接口

Comparable是一个基于排序接口，它是自然排序。该接口中只有一个compareTo(Obj o)方法，用于给一个类的多个实例比较大小，进而完成排序。也就是说某个类实现了Comparable接口，就意味着该类支持排序。通过实现类重写compareTo(Obj o)方法，从而规定多个实例的自然顺序，然后使用Arrays.sort 或Collections.sort 方法对数组对象或List对象进行排序。

用String举一个简单的例子：

public class CompareTest {
    public static void main(String[] args) {
        String[] str=new String[]{"AA","EE","DD","CC","FF","BB"};
        Arrays.sort(str);
        System.out.println(Arrays.toString(str));
    }
}

运行结果为：

可以发现，在使用Arrays.sort(str)之后就完成了排序，但是我们并没有调用compareTo(Obj o)方法。我们知道String源码中实现了Comparable接口并且重写该接口的方法，在使用Arrays.sort(str)时sort方法内部间接的调用了String的compareTo(Obj o)方法，所以我们直接就看到了排序的结果。像String、包装类等实现了Comparable接口，重写了compareTo方法，都清晰的给出了比较两个对象的方式，可以自行去看一下String重写的compareTo方法的源码。但是在重写compareTo(Obj o)方法时都需要遵循这三个规则：

①、如果比较者（即this当前对象）大于被比较者（即compareTo方法里面的形参），则返回正整数。

②、如果比较者小于被比较者，那么返回负整数。

③、如果比较者等于被比较者，那么返回零。

自定义的类是无法排序的，但是通过实现Comparable接口之后就可以实现，然后通过Arrays.sort 或Collections.sort 方法排序。我们来看一个自己定义的类怎么使用Comparable接口进行排序：

public class Person  implements Comparable{
    private String name;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    //按名字排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof Person){
            Person p= (Person) o;
            //name是String类型，这里直接调用String的compareTo
            if (this.name.compareTo(p.name)>0){
                return 1;
            }else if(this.name.compareTo(p.name)<0){
                return -1;
            }else{
                return 0;
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("传入数据类型不一致...");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person[] p=new Person[5];
        p[0]=new Person("Jack",23);
        p[1]=new Person("Marry",13);
        p[2]=new Person("Tom",18);
        p[3]=new Person("John",33);
        p[4]=new Person("Thomas",41);
        System.out.println("排序前------------");
        for (Person person : p) {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge()+"
");
        }
        System.out.println("排序后------------");
        Arrays.sort(p);
        for (Person person : p) {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge()+"
");
        }
    }
}

运行结果为：

在Person类中实现了Comparable接口并且重写compareTo(Obj o)方法，然后我们按照名字排序，可以发现它默认的排序方式是升序，如果要降序则可以在返回值前面加一个负号。

3、Comparator接口

Comparator也是一个排序接口，它和Comparable功能是一样的，但是它是定制排序。怎么来理解定制排序呢？如果某个类没有实现Comparable接口，而该类本身是不支持排序的，那么我们就可以使用Comparator来进行排序，或者我们自定义类实现了Comparable接口后，但是自定义类的代码不能再更改了，这时需要改变comparaTo(Obj o)方法中排序的方式，此时也可以选择定制排序Comparator。Comparator接口中有一个compare(T o1, T o2)方法和compareTo(Obj o)类似，定义排序的规则一样:

o1>o2，返回值为正整数。

o1<o2，返回值为负整数。

o1=o2，返回值为零。

同样使用String简单举例：

public class CompareTest {
    public static void main(String[] args) {
        String[] str=new String[]{"AA","EE","DD","CC","FF","BB"};
        //使用匿名内部类直接创建
        Arrays.sort(str, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                if (o1.compareTo(o2)>0){
                    return 1;
                }else if (o1.compareTo(o2)<0){
                    return -1;
                }else{
                    return 0;
                }
            }
        });
        System.out.println(Arrays.toString(str));
    }
}

我们知道接口是不能被实例化的，这里是匿名内部类的知识，可以自行去度娘寻找答案。

自定义类使用Comparator进行排序：

public class Person{
    private String name;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person[] p=new Person[5];
        p[0]=new Person("Jack",23);
        p[1]=new Person("Marry",13);
        p[2]=new Person("Tom",18);
        p[3]=new Person("John",33);
        p[4]=new Person("Thomas",41);
        System.out.println("排序前------------");
        for (Person person : p) {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge()+"
");
        }
        System.out.println("排序后------------");
        Arrays.sort(p, new Comparator<Person>() {
            //按照年龄默认排序，如果年龄相同则按照名字默认排序
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person) {
                    if (o1.age > o2.age) {
                        return 1;
                    }else if (o1.age<o2.age){
                        return -1;
                    }else   {
                        return o1.name.compareTo(o2.name);
                    }
                }else{
                    throw new RuntimeException("传入数据类型不一致...");
                }
            }
        });
        for (Person person : p) {
            System.out.print(person.getName()+":"+person.getAge()+"
");
        }
    }
}

程序运行结果：

这样就使用Comparator定制排好序了。

4、小结

小结一下Comparable和Comparator的使用和区别：

①、Comparable是java.lang包下的，而Comparator是java.util包下的。

②、Comparable可以看做是内部比较器，而Comparator是外部比较器。

③、Comparable是自然排序，Comparator是定制排序。

④、如果某个类没有实现Comparable接口，而该类本身是不支持排序的，那么我们就可以使用Comparator来进行定制排序。

⑤、或者我们自定义类实现了Comparable接口后，但是自定义类的代码不能再更改了，这时需要改变compareTo(Obj o)方法中排序的方式，此时也可以选择定制排序Comparator。

这两种方法各有优劣：某个类实现了Comparable接口后，在任何地方都可以比较大小，但是有时候需要修改其比较的方式，则需要修原有的代码。而用Comparator的好处就是不需要修改原有代码， 而是另外实现一个比较器， 当某个自定义的对象需要作比较的时候，把比较器和对象一起传递过去就可以比大小了， 并且在Comparator 里面用户可以自己实现复杂的可以通用的逻辑，使其可以匹配一些比较简单的对象，那样就可以节省很多重复劳动了。