Java 中Comparable和Comparator区别比较

本文，先介绍Comparable 和Comparator两个接口，以及它们的差异；接着，通过示例，对它们的使用方法进行说明

Comparable 简介
Comparable 是排序接口。
若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。 即然实现Comparable接口的类支持排序，假设现在存在“实现Comparable接口的类的对象的List列表(或数组)”，则该List列表(或数组)可以通过 Collections.sort（或 Arrays.sort）进行排序。
此外，“实现Comparable接口的类的对象”可以用作“有序映射(如TreeMap)”中的键或“有序集合(TreeSet)”中的元素，而不需要指定比较器。
Comparable 定义
Comparable 接口仅仅只包括一个函数，它的定义如下：

复制代码 代码如下:

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

说明：
假设我们通过 x.compareTo(y) 来“比较x和y的大小”。若返回“负数”，意味着“x比y小”；返回“零”，意味着“x等于y”；返回“正数”，意味着“x大于y”。
Comparator 简介
Comparator 是比较器接口。
我们若需要控制某个类的次序，而该类本身不支持排序(即没有实现Comparable接口)；那么，我们可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。这个“比较器”只需要实现Comparator接口即可。
也就是说，我们可以通过“实现Comparator类来新建一个比较器”，然后通过该比较器对类进行排序。
Comparator 定义
Comparator 接口仅仅只包括两个个函数，它的定义如下：

复制代码 代码如下:

package java.util;
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
boolean equals(Object obj);
}

说明：
(01) 若一个类要实现Comparator接口：它一定要实现compareTo(T o1, T o2) 函数，但可以不实现 equals(Object obj) 函数。
为什么可以不实现 equals(Object obj) 函数呢？ 因为任何类，默认都是已经实现了equals(Object obj)的。 Java中的一切类都是继承于java.lang.Object，在Object.java中实现了equals(Object obj)函数；所以，其它所有的类也相当于都实现了该函数。（这也就是为什么leetcode的区间排序只需要实现compareTo方法的原因）
(02) int compare(T o1, T o2) 是“比较o1和o2的大小”。返回“负数”，意味着“o1比o2小”；返回“零”，意味着“o1等于o2”；返回“正数”，意味着“o1大于o2”。
Comparator 和 Comparable 比较
Comparable是排序接口；若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。
而Comparator是比较器；我们若需要控制某个类的次序，可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。
我们不难发现：Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。
我们通过一个测试程序来对这两个接口进行说明。源码如下：

复制代码 代码如下:

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc "Comparator"和“Comparable”的比较程序。
* (01) "Comparable"
* 它是一个排序接口，只包含一个函数compareTo()。
* 一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类本身支持排序”，它可以直接通过Arrays.sort() 或 Collections.sort()进行排序。
* (02) "Comparator"
* 它是一个比较器接口，包括两个函数：compare() 和 equals()。
* 一个类实现了Comparator接口，那么它就是一个“比较器”。其它的类，可以根据该比较器去排序。
*
* 综上所述：Comparable是内部比较器，而Comparator是外部比较器。
* 一个类本身实现了Comparable比较器，就意味着它本身支持排序；若它本身没实现Comparable，也可以通过外部比较器Comparator进行排序。
*/
public class CompareComparatorAndComparableTest{
public static void main(String[] args) {
// 新建ArrayList(动态数组)
ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
// 添加对象到ArrayList中
list.add(new Person("ccc", 20));
list.add(new Person("AAA", 30));
list.add(new Person("bbb", 10));
list.add(new Person("ddd", 40));
// 打印list的原始序列
System.out.printf("Original sort, list:%s\n", list);
// 对list进行排序
// 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序，即会根据“name”进行排序
Collections.sort(list);
System.out.printf("Name sort, list:%s\n", list);
// 通过“比较器(AscAgeComparator)”，对list进行排序
// AscAgeComparator的排序方式是：根据“age”的升序排序
Collections.sort(list, new AscAgeComparator());
System.out.printf("Asc(age) sort, list:%s\n", list);
// 通过“比较器(DescAgeComparator)”，对list进行排序
// DescAgeComparator的排序方式是：根据“age”的降序排序
Collections.sort(list, new DescAgeComparator());
System.out.printf("Desc(age) sort, list:%s\n", list);
// 判断两个person是否相等
testEquals();
}
/**
* @desc 测试两个Person比较是否相等。
* 由于Person实现了equals()函数：若两person的age、name都相等，则认为这两个person相等。
* 所以，这里的p1和p2相等。
*
* TODO：若去掉Person中的equals()函数，则p1不等于p2
*/
private static void testEquals() {
Person p1 = new Person("eee", 100);
Person p2 = new Person("eee", 100);
if (p1.equals(p2)) {
System.out.printf("%s EQUAL %s\n", p1, p2);
} else {
System.out.printf("%s NOT EQUAL %s\n", p1, p2);
}
}
/**
* @desc Person类。
* Person实现了Comparable接口，这意味着Person本身支持排序
*/
private static class Person implements Comparable<Person>{
int age;
String name;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public String toString() {
return name + " - " +age;
}
/**
* 比较两个Person是否相等：若它们的name和age都相等，则认为它们相等
*/
boolean equals(Person person) {
if (this.age == person.age && this.name == person.name)
return true;
return false;
}
/**
* @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口，即重写compareTo<T t>函数。
* 这里是通过“person的名字”进行比较的
*/
@Override
public int compareTo(Person person) {
return name.compareTo(person.name);
//return this.name - person.name;
}
}
/**
* @desc AscAgeComparator比较器
* 它是“Person的age的升序比较器”
*/
private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {
@Override
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p1.getAge() - p2.getAge();
}
}
/**
* @desc DescAgeComparator比较器
* 它是“Person的age的升序比较器”
*/
private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {
@Override
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p2.getAge() - p1.getAge();
}
}
}

下面对这个程序进行说明。
a) Person类定义。如下：

复制代码 代码如下:

private static class Person implements Comparable<Person>{
int age;
String name;
...
/**
* @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口，即重写compareTo<T t>函数。
* 这里是通过“person的名字”进行比较的
*/
@Override
public int compareTo(Person person) {
return name.compareTo(person.name);
//return this.name - person.name;
}
}

说明：
(01) Person类代表一个人，Persong类中有两个属性：age(年纪) 和 name“人名”。
(02) Person类实现了Comparable接口，因此它能被排序。
b) 在main()中，我们创建了Person的List数组(list)。如下：

复制代码 代码如下:

// 新建ArrayList(动态数组)
ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
// 添加对象到ArrayList中
list.add(new Person("ccc", 20));
list.add(new Person("AAA", 30));
list.add(new Person("bbb", 10));
list.add(new Person("ddd", 40));

c) 接着，我们打印出list的全部元素。如下：

复制代码 代码如下:

// 打印list的原始序列
System.out.printf("Original sort, list:%s\n", list);

d) 然后，我们通过Collections的sort()函数，对list进行排序。
由于Person实现了Comparable接口，因此通过sort()排序时，会根据Person支持的排序方式，即 compareTo(Person person) 所定义的规则进行排序。如下：

复制代码 代码如下:

// 对list进行排序
// 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序，即会根据“name”进行排序
Collections.sort(list);
System.out.printf("Name sort, list:%s\n", list);

e) 对比Comparable和Comparator
我们定义了两个比较器 AscAgeComparator 和 DescAgeComparator，来分别对Person进行 升序 和 降低 排序。
e.1) AscAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行升序排序。代码如下：

复制代码 代码如下:

/**
* @desc AscAgeComparator比较器
* 它是“Person的age的升序比较器”
*/
private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {
@Override
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p1.getAge() - p2.getAge();
}
}

e.2) DescAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行降序排序。代码如下：

复制代码 代码如下:

/**
* @desc DescAgeComparator比较器
* 它是“Person的age的升序比较器”
*/
private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {
@Override
public int compare(Person p1, Person p2) {
return p2.getAge() - p1.getAge();
}
}

f) 运行结果
运行程序，输出如下：

复制代码 代码如下:

Original sort, list:[ccc - 20, AAA - 30, bbb - 10, ddd - 40]
Name sort, list:[AAA - 30, bbb - 10, ccc - 20, ddd - 40]
Asc(age) sort, list:[bbb - 10, ccc - 20, AAA - 30, ddd - 40]
Desc(age) sort, list:[ddd - 40, AAA - 30, ccc - 20, bbb - 10]
eee - 100 EQUAL eee - 100