Java 中的比較器

你好！今天我們將討論比較對象。嗯……不過這個問題我們好像已經討論過不只一次了？:/ 我們知道「==」運算子如何運作，以及equals()and方法hashCode()。比較並不是真的。以前，我們的意思更像是「測試對象的平等性」。 Java 中的比較器 - 1

但相互比較物件可能有完全不同的目標！最明顯的就是排序。我認為如果你被告知對數字或字串列表進行排序ArrayList<>，你可以毫無問題地處理它：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       String name1 = "Masha";
       String name2 = "Sasha";
       String name3 = "Даша";

       List<String> names = new ArrayList<>();
       names.add(name1);
       names.add(name2);
       names.add(name3);

       Collections.sort(names);
       System.out.println(names);
   }
}

控制台輸出：


[Даша, Маша, Саша]

如果您還記得該類別Collections及其方法，那就太好了sort()。我認為數字上也不會有任何問題。這對你來說是一個更困難的任務：

public class Car {

   private int manufactureYear;
   private String model;
   private int maxSpeed;

   public Car(int manufactureYear, String model, int maxSpeed) {
       this.manufactureYear = manufactureYear;
       this.model = model;
       this.maxSpeed = maxSpeed;
   }

   //...геттеры, сеттеры, toString()

}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       List<Car> cars = new ArrayList<>();

       Car ferrari = new Car(1990, "Ferrari 360 Spider", 310);
       Car lambo = new Car(2012, "Lamborghini Gallardo", 290);
       Car bugatti = new Car(2010, "Bugatti Veyron", 350);

       cars.add(ferrari);
       cars.add(bugatti);
       cars.add(lambo);
   }
}

它非常簡單：一個類別Car和它的 3 個物件。請對清單中的汽車進行排序！您可能會問：“它們應該如何排序？” 按名稱、按製造年份、按最高速度？很好的問題。目前我們不知道如何對類別的物件進行排序Car。而且，很自然地，Java 也不知道這一點！當我們嘗試將Collections.sort()物件列表傳遞給方法時Car，我們將收到錯誤：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       List<Car> cars = new ArrayList<>();

       Car ferrari = new Car(1990, "Ferrari 360 Spider", 310);
       Car lambo = new Car(20012, "Lamborghini Gallardo", 290);
       Car bugatti = new Car(2010, "Bugatti Veyron", 350);

       cars.add(ferrari);
       cars.add(bugatti);
       cars.add(lambo);

       //ошибка компилятора!
       Collections.sort(cars);
   }
}

實際上，語言如何準確地知道如何對您編寫的物件進行排序？這取決於您的計劃的目標。我們必須以某種方式教 Java 來比較這些物件。並比較我們需要的方式。為此，Java有一個特殊的工具—介面Comparable。在英語中，這被翻譯為“可比較的”。為了使我們的物件Car能夠相互比較並以某種方式排序，該類別必須實作此介面並實現其唯一的方法compareTo()：：

public class Car implements Comparable<Car> {

   private int manufactureYear;
   private String model;
   private int maxSpeed;

   public Car(int manufactureYear, String model, int maxSpeed) {
       this.manufactureYear = manufactureYear;
       this.model = model;
       this.maxSpeed = maxSpeed;
   }

   @Override
   public int compareTo(Car o) {
       return 0;
   }

   //...геттеры, сеттеры, toString()

}

注意：我們指定了接口Comparable<Car>，而不僅僅是Comparable。這是一個類型化接口，也就是說，它需要指定與其關聯的特定類別。原則上，<Car>您可以將其從介面中刪除，但它會預設比較物件Object。我們將使用以下方法來取代compareTo(Car o)類別中的方法：

@Override
   public int compareTo(Object o) {
       return 0;
   }

當然，我們合作起來要容易得多Car。在這個方法內部，compareTo()我們實作了比較機器的邏輯。假設我們需要按製造年份對它們進行排序。您可能注意到該方法compareTo()傳回值int，而不是boolean。不要讓這件事讓你感到驚訝。事實上，比較兩個物件給了我們 3 種可能的選擇：

а < b
a > b
a == b。

它boolean只有2個值－true和false，這對於比較物件來說很不方便。一切都int簡單得多。如果傳回值為> 0，則a > b. 如果結果compareTo < 0是的話а < b。好吧，如果結果是== 0，那麼這兩個物件是相等的：a == b。教導我們的班級按製造年份對汽車進行分類就像剝梨子一樣簡單：

@Override
public int compareTo(Car o) {
   return this.getManufactureYear() - o.getManufactureYear();
}

這裡發生了什麼事？我們取得一個汽車物件 ( this)，即該汽車的製造年份，並從中減去另一輛車（我們與該物件進行比較的汽車）的製造年份。如果第一輛汽車的製造年份更大，則該方法將返回int > 0。這意味著汽車this >就是汽車о。相反，如果第二輛汽車的製造年份 ( о) 更大，則該方法將返回負數，因此о > this。那麼，如果它們相等，則該方法將返回0。這樣一個簡單的機制就足以對物件集合進行排序了Car！您不需要做任何其他事情。給你：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       List<Car> cars = new ArrayList<>();

       Car ferrari = new Car(1990, "Ferrari 360 Spider", 310);
       Car lambo = new Car(2012, "Lamborghini Gallardo", 290);
       Car bugatti = new Car(2010, "Bugatti Veyron", 350);

       cars.add(ferrari);
       cars.add(bugatti);
       cars.add(lambo);

       //тут раньше была ошибка
       Collections.sort(cars);
       System.out.println(cars);
   }
}

控制台輸出：


[Car{manufactureYear=1990, model='Ferrari 360 Spider', maxSpeed=310}, 
Car{manufactureYear=2010, model='Bugatti Veyron', maxSpeed=350}, 
Car{manufactureYear=2012, model='Lamborghini Gallardo', maxSpeed=290}]

汽車按其應有的方式分類！:) Java 中的比較器 - 2

在什麼情況下應該使用它Comparable？所實現的比較方法Comparable稱為「自然排序」。這是因為在該方法中compareTo()，您描述了將用於程式中此類別的物件最常見的比較方法。Java 中已經存在自然排序。例如，Java 知道字串通常按字母順序排序，數字通常按升序排序。因此，如果您對數字或字串清單呼叫該方法sort()，它們將會被排序。如果在我們的程式中，汽車在大多數情況下將按製造年份進行比較和排序，那麼值得使用介面Comparable<Car>和方法為它們定義自然排序compareTo()。但如果這對我們來說還不夠呢？想像一下我們的程式沒那麼簡單。在大多數情況下，汽車的自然分類（我們按製造年份設定）適合我們。但有時我們的客戶中也有一些喜歡快速駕駛的人。如果我們準備一份汽車目錄供他們選擇，則需要以最高速度訂購。 Java 中的比較器 - 3

例如，我們在 15% 的情況下需要這樣的排序。這顯然不足以設定Car按速度而不是製造年份進行自然排序。但我們不能忽視那15%的客戶。我們做什麼？這裡另一個介面可以為我們提供幫助 - Comparator。就像，Comparable它是打字的。有什麼不同？ Comparable使我們的物件具有“可比性”，並為它們創建在大多數情況下使用的最自然的排序順序。 Comparator- 這是一個單獨的“比較器”類別（翻譯有點笨拙，但可以理解）。如果我們需要實作一些特定的排序，我們不必進入類別Car並改變邏輯compareTo()。相反，我們可以在程式中創建一個單獨的比較器類，並教它進行我們需要的排序！

import java.util.Comparator;

public class MaxSpeedCarComparator implements Comparator<Car> {

   @Override
   public int compare(Car o1, Car o2) {
       return o1.getMaxSpeed() - o2.getMaxSpeed();
   }
}

正如您所看到的，我們的Comparator非常簡單。只有一個方法compare()——這是一個介面方法Comparator，必須實現它。它以兩個物體作為輸入Car，並以通常的方式（透過減法）比較它們的最大速度。就像compareTo()，它返回數字int，比較原理是一樣的。我們如何使用這個？很簡單的：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       List<Car> cars = new ArrayList<>();

       Car ferrari = new Car(1990, "Ferrari 360 Spider", 310);
       Car lambo = new Car(2012, "Lamborghini Gallardo", 290);
       Car bugatti = new Car(2010, "Bugatti Veyron", 350);

       cars.add(ferrari);
       cars.add(bugatti);
       cars.add(lambo);

       Comparator speedComparator = new MaxSpeedCarComparator();
       Collections.sort(cars, speedComparator);

       System.out.println(cars);
   }
}

控制台輸出：


[Car{manufactureYear=2012, model='Lamborghini Gallardo', maxSpeed=290}, 
Car{manufactureYear=1990, model='Ferrari 360 Spider', maxSpeed=310}, 
Car{manufactureYear=2010, model='Bugatti Veyron', maxSpeed=350}]

Collections.sort()我們只需建立一個比較器物件並將其與要排序的清單一起傳遞給方法。收到比較器作為輸入後，此方法將不會使用類別方法sort()中定義的自然排序。相反，它將應用傳遞給它的比較器中的排序演算法。這為我們帶來了什麼好處？首先，與書面程式碼的兼容性。我們創建了一種新的、特定的排序方法，同時保留了目前的排序方法，該方法將在大多數情況下使用。我們根本沒有接觸過班級。他還是原來的樣子： compareTo()CarCarComparable

public class Car implements Comparable<Car> {

   private int manufactureYear;
   private String model;
   private int maxSpeed;

   public Car(int manufactureYear, String model, int maxSpeed) {
       this.manufactureYear = manufactureYear;
       this.model = model;
       this.maxSpeed = maxSpeed;
   }

   @Override
   public int compareTo(Car o) {
       return this.getManufactureYear() - o.getManufactureYear();
   }

   //...геттеры, сеттеры, toString()

}

其次，靈活性。我們可以根據需要添加任意數量的種類。比如說，按顏色、速度、重量或汽車在蝙蝠俠電影中使用的次數對汽車進行排序。只需再創建一個就足夠了Comparator。就這樣！今天您學習了兩個非常重要的機制，您將在實際工作項目中經常使用它們。但是，如您所知，沒有實踐的理論毫無意義。因此，是時候鞏固你的知識並解決幾個問題了！:)

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