面試官：元素排序Comparable和Comparator有什麼區別？

本文已收錄《Java常見面試題》系列，Gitee 開源地址：https://gitee.com/mydb/interview

在 Java 語言中，Comparable 和 Comparator 都是用來進行元素排序的，但二者有着本質的區別。它們兩也是常見的面試題，所以今天我們一起來盤它。

1.字面含義不同

我們先從二者的字面含義來理解它，Comparable 翻譯爲中文是“比較”的意思，而 Comparator 是“比較器”的意思。Comparable 是以 -able 結尾的，表示它自身具備着某種能力，而 Comparator 是以 -or 結尾，表示自身是比較的參與者，這是從字面含義先來理解二者的不同。

2.用法不同

二者都是頂級的接口，但擁有的方法和用法是不同的，下面我們分別來看。

2.1 Comparable

Comparable 接口只有一個方法 compareTo，實現 Comparable 接口並重寫 compareTo 方法就可以實現某個類的排序了，它支持 Collections.sort 和 Arrays.sort 的排序。
​

在我們沒有使用 Comparable 時，程序的執行是這樣的：

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import lombok.ToString;

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

public class ComparableExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建對象
        Person p1 = new Person(1, 18, "Java");
        Person p2 = new Person(2, 22, "MySQL");
        Person p3 = new Person(3, 6, "Redis");
        // 添加到集合
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(p1);
        list.add(p2);
        list.add(p3);
        // 打印集合信息
        list.forEach(p -> System.out.println(p.getName() +
                "：" + p.getAge()));
    }
}

// 以下 set/get/toString 都使用的是 lombok 提供的註解
@Getter 
@Setter
@ToString
class Person {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public Person(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
}

程序執行結果如下：

從上圖可以看出，當自定義類 Person 沒有實現 Comparable 時，List 集合是沒有排序的，只能以元素的插入順序作爲輸出的順序。
​

然而這個時候，老闆有一個需求：需要根據 Person 對象的年齡 age 屬性進行倒序，也就是根據 age 屬性從大到小進行排序，這個時候就可以請出，我們本文的主角：Comparable 出場了。
​

Comparable 的使用是在自定義對象的類中實現 Comparable 接口，並重寫 compareTo 方法來實現自定義排序規則的，具體實現代碼如下：

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import lombok.ToString;

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

public class ComparableExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建對象
        Person p1 = new Person(1, 18, "Java");
        Person p2 = new Person(2, 22, "MySQL");
        Person p3 = new Person(3, 6, "Redis");
        // 添加對象到集合
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(p1);
        list.add(p2);
        list.add(p3);
        // 進行排序操作(根據 Person 類中 compareTo 中定義的排序規則)
        Collections.sort(list);
        // 輸出集合中的順序
        list.forEach(p -> System.out.println(p.getName() +
                "：" + p.getAge()));
    }
}
//  以下 set/get/toString 都使用的是 lombok 提供的註解實現的
@Getter
@Setter
@ToString
static class Person implements Comparable<Person> {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public Person(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(Person p) {
        return p.getAge() - this.getAge();
    }
}

程序的執行結果如下圖所示：

compareTo 排序方法說明

compareTo 方法接收的參數 p 是要對比的對象，排序規則是用當前對象和要對比的對象進行比較，然後返回一個 int 類型的值。正序從小到大的排序規則是：使用當前的對象值減去要對比對象的值；而倒序從大到小的排序規則剛好相反：是用對比對象的值減去當前對象的值。
​

注意事項：如果自定義對象沒有實現 Comparable 接口，那麼它是不能使用 Collections.sort 方法進行排序的，編譯器會提示如下錯誤：

2.2 Comparator

Comparator 和 Comparable 的排序方法是不同的，Comparable 排序的方法是 compareTo，而 Comparator 排序的方法是 compare，具體實現代碼如下：

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

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

public class ComparatorExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建對象
        Person p1 = new Person(1, 18, "Java");
        Person p2 = new Person(2, 22, "MySQL");
        Person p3 = new Person(3, 6, "Redis");
        // 添加對象到集合
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(p1);
        list.add(p2);
        list.add(p3);
        // 進行排序操作(根據 PersonComparator 中定義的排序規則)
        Collections.sort(list, new PersonComparator());
        // 輸出集合中的順序
        list.forEach(p -> System.out.println(p.getName() +
                "：" + p.getAge()));
    }
}
/**
  * 用於 Person 類的比較器
  */
class PersonComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p2.getAge() - p1.getAge();
    }
}
@Getter
@Setter
class Person {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public Person(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
    }
}

程序的執行結果如下圖所示：

擴展：Comparator 匿名類

Comparator 除了可以通過創建自定義比較器外，還可以通過匿名類的方式，更快速、便捷的完成自定義比較器的功能，具體的代碼實現如下：

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

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

public class ComparatorExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 構建並添加數據
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Person(1, 18, "Java"));
        list.add(new Person(2, 20, "MySQL"));
        list.add(new Person(3, 6, "Redis"));
        // 使用 Comparator 匿名類的方式進行排序
        list.sort(new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person p1, Person p2) {
                return p2.getAge() - p1.getAge();
            }
        });
        // 打印集合數據
        list.forEach(p -> System.out.println(p.getName() +
                "：" + p.getAge()));
    }
}

@Getter
@Setter
static class Person {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public Person(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
}

程序的執行結果如下圖所示：

3.使用的場景不同

通過上面示例的實現代碼我們可以看出，使用 Comparable 必須要修改原有的類，也就是你要排序那個類，就要在那個中實現 Comparable 接口並重寫 compareTo 方法，所以 Comparable 更像是“對內”進行排序的接口。
​

而 Comparator 的使用則不相同，Comparator 無需修改原有類。也就是在最極端情況下，即使 Person 類是第三方提供的，我們依然可以通過創建新的自定義比較器 Comparator，來實現對第三方類 Person 的排序功能。也就是說通過 Comparator 接口可以實現和原有類的解耦，在不修改原有類的情況下實現排序功能，所以 Comparator 可以看作是“對外”提供排序的接口。

總結

Comparable 和 Comparator 都是用來實現元素排序的，它們二者的區別如下：

• Comparable 是“比較”的意思，而 Comparator 是“比較器”的意思；
• Comparable 是通過重寫 compareTo 方法實現排序的，而 Comparator 是通過重寫 compare 方法實現排序的；
• Comparable 必須由自定義類內部實現排序方法，而 Comparator 是外部定義並實現排序的。

所以用一句話總結二者的區別：Comparable 可以看作是“對內”進行排序接口，而 Comparator 是“對外”進行排序的接口。

是非審之於己，譭譽聽之於人，得失安之於數。
博主介紹：80 後程序員，寫博客這件事“堅持”了 12 年了，愛好：讀書、慢跑、羽毛球。
我的公衆號：Java面試真題解析