Java排序之Comparable接口和Comparator接口的比較和應用示例

一、其實很簡單，單從字面了解就基本明白

1. Comparable：“可比較的”，（欲參與比較的對象對應的元素類需實作Comparable接口）

使用這種政策來比較時，兩個對象(這裡兩個對象是指一個類的兩個不同執行個體)本身必須是“可比較的”，比較的标準由對象所在的類來定義，這種可比較的能力是對象本身固有的，是以不需要第三方參與就可以完成比較。要使得兩個對象本身是可比較的，那麼對象所在的類必須實作Comparable接口才可以。其compareTo()方法隻要一個參數，因為這裡隻有“你”“我”的關系，沒有第三方。

比如，兩個人要比較身高，分辨高矮是人類固有的能力，兩個人隻要站到一起就能分出誰高誰矮。

2. Comparator：“比較器”

使用這種政策來比較時，如何進行比較和兩個對象本身無關，而是由第三者（即比較器）來完成的。第三方比較器類需要另外專門設計:隻要實作Comparator接口，任何一個類(對象)都可能成為一個“比較器”，但比較器并不是比較自己的執行個體，而是比較其它類的兩個不同對象，比較器在這裡充當“仲裁者”的角色，這也就是為什麼compare()方法需要兩個參數。

比如，兩個人要比較誰智商更高，靠他們自身無法進行，這時要借助一個比較器（比如，智商測試題）。

注： Comparable和Comparator這兩個接口和集合接口（Collection）本身無關，但通常和集合内的元素有關，因為集合的排序要用到這兩個排序接口中的方法（二選其一）。一個類的多個執行個體要想實作排序，必須實作Comparable，或者提供相應的Comparator才能使用Collections.sort()進行排序。

這裡我們需要專門說明一下：java.util.Collections，是不屬于java的集合架構的，它是一個集合的工具類，它包含專門操作集合（Collection）的靜态方法，如排序、拷貝、比對查找等等，比如我們常用它的排序方法：Collections.sort(List), Collections.sort(List, Comparator)。

二、代碼示例

1. 假如你維護着一個簡單的員工資料庫，每個員工是一個Employee類的執行個體。

Employee類可定義為：

public class Employee {	
	private String num;
	private String name;
	private int age;
	private int salary;	
	public Employee(String num, String name) {
		this.num = num;
		this.name = name;
	}	
	public void setName(String newNum) {
		num = newNum;
	}

	public void setAge(int newAge) {
		age = newAge;
	}
	public void setSalary(int newSalary) {
		salary = newSalary;
	}
	public String getNum() {
		return num;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public int getAge() {
		return age;
	}
	public int getSalary() {
		return salary;
	}
	public String toString() {
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		sb.append("Employee Information：");
		sb.append("\n");
		sb.append("Number：");
		sb.append(getNum());
		sb.append("\n");
		sb.append("Name：");
		sb.append(getName());
		sb.append("\n");
		sb.append("Age：");
		sb.append(getAge());
		sb.append("\n");
		sb.append("Salary：");
		sb.append(getSalary());
		sb.append("\n");
		return sb.toString();
	}
}

EmployeeDatabase類建立Employee類的執行個體，并把它們存入集合：

import java.util.*;

public class EmployeeDatabase {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		List<Employee> allEmployees = new ArrayList<Employee>();
		
		Employee employee1 = new Employee("AAA", "Barack Omaba");
		employee1.setAge(50);
		employee1.setSalary(9999);
		allEmployees.add(employee1);
		
		Employee employee2 = new Employee("BBB", "George Bush");
		employee2.setAge(60);
		employee2.setSalary(5999);
		allEmployees.add(employee2);
		
		System.out.println(allEmployees);

	}

}

2. 現在，你需要檢索所有員工，并讓他們按一定順序顯示（比如按年齡遞增），這時需要用到Collections.sort()方法。

Collections.sort()有兩種政策：一種是讓集合中元素所屬類本身實作Comparable接口，另一種是使用使用者另外提供的比較器（即Comparator）。

2.1 使用第一種政策時，必須修改元素類的定義，讓它實作Comparable接口，是以，你必須把Employee類修改為：

public class Employee implements Comparable<Employee> {
	
	public int compareTo(Employee another) {
		return getAge() - another.getAge();
	}
	
	// 其餘部分不變

}

說明一下，因為 compareTo()方法約定：本對象大于另一個對象時，傳回大于0的整數，小于時傳回小于0的整數，等于時傳回0。是以，可以直接傳回兩者年齡的差，來實作按年齡比較。這樣就可以在main()方法中使用Collections.sort(allEmployees);來對員工按年齡排序了。

但是，這種排序是非常不靈活的：

第一，需要修改集合元素類Employee，而很多情況下，我們沒有辦法修改公共的類。

第二，沒有辦法實作多種方式排序，如按編号，按姓名，按薪水等等。

2.2 這時需要使用另一種政策，建立一個比較器類，其需要實作Comparator接口。Comparator使用其compare()方法傳回的整數來比較兩個對象，規則和compareTo()一樣。

如同樣實作年齡比較，使用Comparator時，無需修改Employee類，可以在排序的時候定義相應的比較器。使用Collections.sort()方法的另一個版本：

Collections.sort(allEmployees, new Comparator<Employee>() {
	public int compare(Employee one, Employee another) {
		return one.getAge() - another.getAge();
	}
});

這裡代碼使用了匿名内部類，實際上相當于先定義一個比較器類，如：

class EmployeeComparator implements Comparator<Employee> {
	
	public int compare(Employee one, Employee another) {
		return one.getAge() - another.getAge();
	}
	
}

再使用：

Collections.sort(allEmployees, new EmployeeComparator());

可以看到，比較器完全獨立于元素類Employee，是以可以非常友善地修改排序規則。

你還可以定義一系列比較器，供排序時選擇使用，如：

// 按薪水升序
class EmployeeSalaryAscendingComparator implements Comparator<Employee> {
	
	public int compare(Employee one, Employee another) {
		return one.getSalary() - another.getSalary();
	}
	
}

// 按薪水降序
class EmployeeSalaryDescendingComparator implements Comparator<Employee> {
	
	public int compare(Employee one, Employee another) {
		return another.getSalary() - one.getSalary();
	}
	
}

相應的使用方法如：

Collections.sort(allEmployees, new EmployeeSalaryAscendingComparator());
Collections.sort(allEmployees, new EmployeeSalaryDescendingComparator());

等等....

使用Comparator時，元素類無需實作Comparable，是以我們保持最初版本的Employee，但實際應用中，可以用Comparable的compareTo()方法來定義預設排序方式，用Comparator定義其他排序方式。

三、總結-Camparable接口和Comparator接口的比較

1. Camparable的使用方式是：在欲比較的類内部定義實作compareTo()方法，然後再使用Collections. sort()來實作排序，而Comparator是在欲比較的類外部實作的排序。是以，如想實作排序，就需要在在類内實作Comparable接口的方法compareTo() 或類外定義實作Comparator接口的方法compare()。

Comparable是一個對象本身就已經支援自比較所需要實作的接口（如String ，Integer自己就可以完成比較大小操作），而Comparator是一個專用的比較器，當這個對象不支援自比較或者自比較函數不能滿足你的要求時，你可以寫一個比較器來完成兩個對象之間大小的比較。

2.一個類實作了Camparable接口則表明這個類的對象之間是可以互相比較的，這個類對象組成的集合就可以直接使用sort()方法排序。一般我們寫的bean都要都要實作這一接口，這也是标準javabean的規範。

3.Comparator可以看成一種算法的實作，将算法和資料分離，Comparator也可以在下面兩種場景下使用：

3.1 類的設計師沒有考慮到比較問題而沒有實作Camparable接口，我們可以通過Comparator來實作排序而不必改變類本身。比如，你使用了一個第三方的類，但這個第三方類麼有實作Camparable接口，而你又不能改它的代碼，另外，類一旦寫好後是不允許修改的，但可以拓展，這時候隻能使用Comparator來實作排序。

3.2 可以使用多種排序标準，比如升序、降序等。

比如，實作Comparable隻能定義一種比較方法即compareTo()，但是有時候會對一個集合進行不同的排序方法，此時就可以提供别各種各樣的Comparator來對集合排序，而對于要排序的元素不需要更改，是以我覺得Comparator提供了更多的靈活性。

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