Comparable和Comparator两种比较器详解

痛定思痛。 2023-02-10 15:29 137阅读 0赞

本篇博文环境是jdk1.8。

## **【1】java.lang.Comparable** ##

Comparable，翻译一下为可比较的。从汉语词义来看，通常是表明对象特性，即该对象是可比较的。实现了该接口的类的实例对象就可以进行自然排序，该实例对象的集合或者数组就可以使用`Collections.sort或Arrays.sort`方法进行自然排序。

**接口源码如下：**

package java.lang;
    import java.util.*;
    
    public interface Comparable<T> {
        int compareTo(T var1);
    }

实现了该接口的类实例对象可以作为SortedMap的key或者SortedSet的元素，而无需使用一个额外的比较器-Comparator。

强烈推荐自然排序结果与equals方法保持一致(虽然不是一定的)，即自然排序时两个对象相等条件为 `e1.equals(e2)返回true时，e1.compareTo(e2) == 0`。另外需要注意的是null对象不是任何一个类的实例对象，所以e.compareTo(null)应该抛出NullPointerException，即使e.equals(null)返回false。

> 如果compareTo方法与对象的equals方法比较结果不一致时 ，那么在使用SortedMap、SortedSet这类没有明确比较器的集合时就会很奇怪。尤其是将会违反集合的基本约定–根据equals方法判断集合元素是否相等。

> 然而并不 严格要求(x.compareTo(y)==0) == (x.equals(y))。一般说来，任何违背这个条件的实现都应该明确指出这一事实情况。

实际上，实现`Comparable`的所有Java核心类都具有与equals一致的自然顺序。一个例外是java.math.BigDecimal，其自然顺序等同于具有相同值和不同精度（例如4.0和4.00）的大十进制对象。

`int compareTo(T var1);`方法会比较两个实例对象，0表示相等，正数表示大于，负数表示小于。

**实现该方法一定要注意以下事项：**

*  必须保证`sgn(x.compareTo(y)) ==-sgn(y.compareTo(x))` 。
 *  必须保证比较的顺序关系是可传递的，如果x.compareTo(y)>0 而且y.compareTo(z)>0 则x.compareTo(z)>0。
 *  如果存在x.compareTo(y)=0，则对于 z 而言，存在 sgn(x.compareTo(z)) == sgn(y.compareTo(z))。

**Comparable 的典型实现：**

*  BigDecimal、BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类：按它们对应的数值大小进行比较
 *  Character：按字符的 unicode值来进行比较
 *  Boolean：true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例
 *  String：按字符串中字符的 unicode 值进行比较
 *  Date、Time：后边的时间、日期比前面的时间、日期大

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## **【2】java.util.Comparator** ##

首先第一点不同的就是，包不同了！Comparable是在java.lang包中，而Comparator是在java.util中。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

第二点不同的是Comparator被显示作为一个函数式接口，其上有`@FunctionalInterface`注解。其只有两个抽象方法(compare和equals)但是提供了很多默认方法和静态方法。

> Java 8中允许接口中包含具有具体实现的方法，该方法称为“默认方法”，默认方法使用default关键字修饰。而且Default方法只在接口中被允许使用。  
> Java8 中，接口中允许添加静态方法，可以直接被使用。

package java.util;
    
    import java.io.Serializable;
    import java.util.function.Function;
    import java.util.function.ToIntFunction;
    import java.util.function.ToLongFunction;
    import java.util.function.ToDoubleFunction;
    import java.util.Comparators;
    
    @FunctionalInterface
    public interface Comparator<T> {
    
        int compare(T o1, T o2);
    
    	boolean equals(Object obj);
    
     	default Comparator<T> reversed() {
            return Collections.reverseOrder(this);
        }
    
    //...
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

Comparator比较器可以被使用在Collections.sort或 Arrays.sort方法中允许对排序顺序进行精确控制。Comparator同样可以被使用在SortedSet、SortedMap以及对其他自身没有自然排序属性的实例对象上。

同Comparable一样，Comparator的compare方法返回结果应该与equals方法返回结果保持一致。即，c.compare(e1, e2)==0时e1.equals(e2)。

不过建议谨慎使用Comparator，因为该比较器可以强制排序与使用equals方法排序集合不一致。

**实现Comparator的compare方法需要保证以下几点：**

*  必须保证sgn(compare(x, y)) ==-sgn(compare(y, x))
 *  必须保证比较的顺序关系是可传递的，如果compare(x,y)>0 而且compare(y,z)>0 则 compare(x,z)>0。
 *  如果存在 compare(x,y)=0，则对于 z 而言，存在 compare(x, z)==compare(y, z)。

强烈推荐compare(x,y)方法返回结果与x.equals(y)方法返回结果保持一致。然而并不 严格要求`(compare(x, y)==0) == (x.equals(y))`。一般说来，任何违背这个条件的 Comparator 实现都应该明确指出这一事实情况。

**使用实例如下**

@Test
    	public void test4(){
    		List<Integer> integers=new ArrayList<>();
    		integers.add(1);
    		integers.add(2);
    		integers.add(3);
    		//匿名内部类
    		integers.sort(new Comparator<Integer>() {
    			@Override
    			public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    				return o1.compareTo(o2);
    			}
    		});
    		//lambda表达式
    		integers.sort((o1,o2)->o1.compareTo(o2));
    //		Comparator<Integer> integerComparator = Integer::compareTo;
    		//方法引用
    		integers.sort(Integer::compareTo);
    		integers.sort(Comparator.comparing(Integer::intValue));
    	}

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