Comparable接口作用

 今天在開發中無意看到Integer包裝類內部實現了Comparable接口,因此探查一下該接口作用:

查看API解釋:

此接口強行對實現它的每個類的對象進行整體排序。這種排序被稱爲類的自然排序,類的 compareTo 方法被稱爲它的自然比較方法

一、爲什麼需要實現這個接口呢?

首先看一下數據的例子:

String[] strArr = {"A","B","C","E","D"};
Arrays.sort(strArr);
for (String string : strArr) {
    System.out.print(string+";");
}

輸出結果:

A;B;C;D;E;

從中我們可以看出sort方法對數據中的String字符串按照一定規則進行了排序,那爲什麼會排序呢?

查看String類我們可以看到:

public final class String
implements Serializable, Comparable, CharSequence{
    ...

}

它也實現了Comparable接口。裏面實現了compareTo方法,所以按照某種規則能夠進行排序。

如果數組中的對象不是String而是自定義的類型呢?

public class ComparableDemo{
    public static void main(String[] args) {
        Object[] objArray = {new Person(20,"jack"),new Person(17,"tom"),
                            new Person(27,"aj")};
        for (Object object : objArray) {
	    System.out.print(object.toString());
        }
        Arrays.sort(objArray);
        for (Object object : objArray) {
            System.out.print(object.toString());
        }
		
    }
}
public class Person {
	private Integer age;
	private String name;
	public Person(int age,String name) {
		this.age = age;
		this.name = name;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [age=" + age + ", name=" + name + "]";
	}
	
}

 

結果爲:

Person [age=20, name=jack]Person [age=17, name=tom]Person [age=27, name=aj]
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: interfacedemo.Person cannot be cast to java.lang.Comparable
	at java.util.ComparableTimSort.countRunAndMakeAscending(Unknown Source)
	at java.util.ComparableTimSort.sort(Unknown Source)
	at java.util.ComparableTimSort.sort(Unknown Source)
	at java.util.Arrays.sort(Unknown Source)
	at interfacedemo.ComparableDemo.main(ComparableDemo.java:18)

可以看到不進行排序打印是正常的,但是排序時報錯了。因爲系統無法知道使用什麼規則進行排序。

我們存入字符串排序成功是因爲String類已經實現Comparable接口,因此想要實現自定義對象比較同樣需要實現該接口,其中的比較方法規則由我們自己設定。

二、接口簡介

實現此接口的對象列表(和數組)可以通過 Collections.sort(和 Arrays.sort)進行自動排序。實現此接口的對象可以用作有序映射中的鍵或有序集合中的元素,無需指定比較器

對於類 C 的每一個 e1 和 e2 來說,當且僅當 e1.compareTo(e2) == 0 與 e1.equals(e2) 具有相同的 boolean 值時,類 C 的自然排序才叫做與 equals 一致。注意,null 不是任何類的實例,即使 e.equals(null) 返回 false,e.compareTo(null) 也將拋出 NullPointerException。

建議(雖然不是必需的)最好使自然排序與 equals 一致。這是因爲在使用自然排序與 equals 不一致的元素(或鍵)時,沒有顯式比較器的有序集合(和有序映射表)行爲表現“怪異”。尤其是,這樣的有序集合(或有序映射表)違背了根據 equals 方法定義的集合(或映射表)的常規協定。

例如,如果將兩個鍵 a 和 b 添加到沒有使用顯式比較器的有序集合中,使 (!a.equals(b) && a.compareTo(b) == 0),那麼第二個 add 操作將返回 false(有序集合的大小沒有增加),因爲從有序集合的角度來看,a 和 b 是相等的。

實際上,所有實現 Comparable 的 Java 核心類都具有與 equals 一致的自然排序。java.math.BigDecimal 是個例外,它的自然排序將值相等但精確度不同的 BigDecimal 對象(比如 4.0 和 4.00)視爲相等。

從數學上講,定義給定類 C 上自然排序的關係式 如下:

      {(x, y)|x.compareTo(y) <= 0}。

整體排序的 是:

      {(x, y)|x.compareTo(y) == 0}。

它直接遵循 compareTo 的協定,商是 C 的 等價關係,自然排序是 C 的 整體排序。當說到類的自然排序 與 equals 一致 時,是指自然排序的商是由類的 equals(Object) 方法定義的等價關係。

    {(x, y)|x.equals(y)}。

此接口是 Java Collections Framework 的成員。

三、實現該接口

上面的例子進行修改,這裏通過比較對象中的age屬性進行排序

public class Person implements Comparable{
	private Integer age;
	private String name;
	public Person(int age,String name) {
		this.age = age;
		this.name = name;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [age=" + age + ", name=" + name + "]";
	}
	//進行方法重寫
	@Override
	public int compareTo(Object o) {
		Person p = (Person)o;
		return this.age - p.age;
	}
	
}

結果打印:

Person [age=20, name=jack]Person [age=17, name=tom]Person [age=27, name=aj]
Person [age=17, name=tom]Person [age=20, name=jack]Person [age=27, name=aj]

最後附上該方法API描述:

compareTo

int compareTo(T o)

比較此對象與指定對象的順序。如果該對象小於、等於或大於指定對象,則分別返回負整數、零或正整數。

實現類必須確保對於所有的 x 和 y 都存在 sgn(x.compareTo(y)) == -sgn(y.compareTo(x)) 的關係。(這意味着如果 y.compareTo(x) 拋出一個異常,則 x.compareTo(y) 也要拋出一個異常。)

實現類還必須確保關係是可傳遞的:(x.compareTo(y)>0 && y.compareTo(z)>0) 意味着 x.compareTo(z)>0。

最後,實現者必須確保 x.compareTo(y)==0 意味着對於所有的 z,都存在 sgn(x.compareTo(z)) == sgn(y.compareTo(z))。 強烈推薦 (x.compareTo(y)==0) == (x.equals(y)) 這種做法,但並不是 嚴格要求這樣做。一般來說,任何實現 Comparable 接口和違背此條件的類都應該清楚地指出這一事實。推薦如此闡述:“注意:此類具有與 equals 不一致的自然排序。”

在前面的描述中,符號 sgn(expression) 指定 signum 數學函數,該函數根據 expression 的值是負數、零還是正數,分別返回 -1、0 或 1 中的一個值。

 

參數:

o - 要比較的對象。

返回:

負整數、零或正整數,根據此對象是小於、等於還是大於指定對象。

拋出:

ClassCastException - 如果指定對象的類型不允許它與此對象進行比較。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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