【数据结构Java版】对象的比较之Comparable与Comparator比较器

目录

一、基本类型的比较

二、对象类型的比较

（1）对象类型比较出现的问题

（2）重写基类equals方法

（3）基于Comparable接口的比较

1.实现Comparable接口，重写compareTo方法

（4）基于Comparator比较器的比较

1.用户自定义比较器类，实现Comparator接口

2.覆写Comparator中的compare方法

（5）三种比较方式对比

三、PriorityQueue的比较方式

一、基本类型的比较

在Java中，基本类型的对象可以直接比较大小。基本类型byte、short、int、long、float、double、boolean、char

public class TestCompare {public static void main(String[] args) {int a = 10;int b = 20;System.out.println(a > b);System.out.println(a  c2);System.out.println(c1 < c2);System.out.println(c1 == c2);boolean b1 = true;boolean b2 = false;System.out.println(b1 == b2);System.out.println(b1 != b2);}}

二、对象类型的比较

（1）对象类型比较出现的问题

class Card {
public int rank; // 数值
public String suit; // 花色
public Card(int rank, String suit) {
this.rank = rank;
其4this.suit = suit;
}
}
public class TestPriorityQueue {
public static void main(String[] args) {
Card c1 = new Card(1, “♠”);
Card c2 = new Card(2, “♠”);
Card c3 = c1;
//System.out.println(c1 > c2); // 编译报错
System.out.println(c1 == c2); // 编译成功 –> 打印false，因为c1和c2指向的是不同对象
//System.out.println(c1 < c2); // 编译报错
System.out.println(c1 == c3); // 编译成功 —-> 打印true，因为c1和c3指向的是同一个对象
}
}

c1、c2和c3分别是Card类型的引用变量，上述代码在比较编译时：
c1 > c2 编译失败
c1== c2 编译成功
c1 < c2 编译失败
从编译结果可以看出，Java中引用类型的变量不能直接按照 > 或者 < 方式进行比较。

==的比较：

基本类型 比较元素内容

引用类型 比较引用变量的地址

对于用户实现自定义类型，都默认继承自Object类，而Object类中提供了equal方法，而==默认情况下调用的就是equal方法，但是该方法的比较规则是：不是比较引用变量或者引用对象的内容，而是直接比较引用变量的地址，但有些情况下该种比较就不符合题意。就需要重写equals方法。

// Object中equal的实现，可以看到：直接比较的是两个引用变量的地址
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}

（2）重写基类equals方法

instanceof小贴士：

instanceof是Java的一个二元操作符（运算符），和==，>，<是同一类东西。由于它是由字母组成的，所以也是Java的保留关键字。它的作用是判断其左边对象是否为其右边类的实例，返回boolean类型的数据。可以用来判断继承中的子类的实例是否为父类的实现。相当于c#中的is操作符。java中的instanceof是通过返回一个布尔值来指出，这个对象是否是这个特定类或者是它的子类的一个实例。

public class Card {public int rank; // 数值public String suit; // 花色public Card(int rank, String suit) {this.rank = rank;this.suit = suit;} @Overridepublic boolean equals(Object o) {//自己和自己比较if(this==o){return true;}//o对象为null或者o不属于Card子类if(o==null||!(o instanceof Card)){return false;}Card c= (Card) o;return rank==c.rank&&suit.equals(c.suit);}}

重写equals的步骤：
1. 如果指向同一个对象，返回 true
2. 如果传入的为 null，返回 false
3. 如果传入的对象类型不是 Card，返回 false
4. 按照类的实现目标完成比较，例如这里只要花色和数值一样，就认为是相同的牌
5. 注意下调用其他引用类型的比较也需要 equals，例如这里的 suit 的比较。

重写基类equal的方式虽然可以比较，但缺陷是：equal只能按照相等进行比较，不能按照大于、小于的方式进行比较。

（3）基于Comparable接口的比较

1.实现Comparable接口，重写compareTo方法

Comparable是JDK提供的泛型的比较接口类，源码实现具体如下：
Compareble是java.lang中的接口类，可以直接使用

public interface Comparable {int compareTo(E o);}

具体用法：通过comparaTo方法的返回值来判断

comparaTo方法的返回值:

< 0: 表示 this 指向的对象小于 o 指向的对象

== 0: 表示 this 指向的对象等于 o 指向的对象

> 0: 表示 this 指向的对象大于 o 指向的对象

public class Card implements Comparable {public int rank; // 数值public String suit; // 花色public Card(int rank, String suit) {this.rank = rank;this.suit = suit;}// 根据数值比较，不管花色// 这里我们认为 null 是最小的@Overridepublic int compareTo(Card o) {if(o==null){return 1;}return rank-o.rank;}public static void main(String[] args){Card p = new Card(1, "♠");Card q = new Card(2, "♠");Card o = new Card(1, "♠");if(p.compareTo(o)<0){System.out.println('p'+""+'o');}}}

（4）基于Comparator比较器的比较

光有Comparable接口，不足以比较所有的对象。因为不是所有类都实现了Comparable接口。比如java.util.List和java.util.ArrayList与Comparable接口之间就没有关系。这时候就需要使用比较器。

1.用户自定义比较器类，实现Comparator接口

Comparator是JDK提供的泛型的比较接口类，源码实现具体如下：

public interface Comparator{int compare(T o1, T o2);}

2.覆写Comparator中的compare方法

import java.util.Comparator;class Card {public int rank; // 数值public String suit; // 花色public Card(int rank, String suit) {this.rank = rank;this.suit = suit;}}class CardComparator implements Comparator {// 根据数值比较，不管花色// 这里我们认为 null 是最小的@Overridepublic int compare(Card o1, Card o2) {if (o1 == o2) {return 0;} if(o1 == null) {return -1;}if(o2 == null) {return 1;} return o1.rank - o2.rank;}public static void main(String[] args){Card p = new Card(1, "♠");Card q = new Card(2, "♠");Card o = new Card(1, "♠");// 定义比较器对象CardComparator cmptor = new CardComparator();// 使用比较器对象进行比较System.out.println(cmptor.compare(p, o)); // == 0，表示牌相等System.out.println(cmptor.compare(p, q)); //  0，表示 q 比较大}}

（5）三种比较方式对比

三、PriorityQueue的比较方式

集合框架中的PriorityQueue底层使用堆结构，因此其内部的元素必须要能够比大小，PriorityQueue采用了：
Comparble和Comparator两种方式。
1. Comparble是默认的内部比较方式，如果用户插入自定义类型对象时，该类对象必须要实现Comparble接口，并覆写compareTo方法。
2. 用户也可以选择使用比较器对象，如果用户插入自定义类型对象时，必须要提供一个比较器类，让该类实现Comparator接口并覆写compare方法。

使用PriorityQueue创建大小堆，解决TOPK问题：

//使用比较器创建小根堆class LessIntComp implements Comparator{@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {return o1 - o2;}}//使用比较器创建大根堆class GreaterIntComp implements Comparator{@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {return o2 - o1;}}public class TestDemo {//求最小的K个数，通过比较器创建大根堆public static int[] smallestK(int[] array, int k) {if (k <= 0) {return new int[k];}GreaterIntComp greaterCmp = new GreaterIntComp();PriorityQueue maxHeap = new PriorityQueue(greaterCmp);//先将前K个元素，创建大根堆for (int i = 0; i < k; i++) {maxHeap.offer(array[i]);//从第K+1个元素开始，每次和堆顶元素比较for (int i = k; i < array.length; i++) {int top = maxHeap.peek();if (array[i] < top) {maxHeap.poll();maxHeap.offer(array[i]);}}//取出前K个int[] ret = new int[k];for (int i = 0; i < k; i++) {int val = maxHeap.poll();ret[i] = val;}return ret;}public static void main (String[]args){int[] array = {4, 1, 9, 2, 8, 0, 7, 3, 6, 5};int[] ret = smallestK(array, 3);System.out.println(Arrays.toString(ret));}}}