Java の Comparable インターフェイスと Comparator インターフェイスの違いの詳細な説明

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この記事では、Java の Comparable インターフェイスと Comparator インターフェイスの違いを詳しく分析します。興味のある Java 開発者は、その違いを読み続けてください。 。

Comparable の概要

Comparable は並べ替えインターフェイスです。

クラスが Comparable インターフェースを実装している場合、それは「このクラスは並べ替えをサポートしている」ことを意味します。 Comparable インターフェイスを実装するクラスは並べ替えをサポートしているため、「Comparable インターフェイスを実装するクラスのオブジェクトのリスト (または配列)」があると仮定すると、そのリスト (または配列) は Collections.sort (またはArrays.sort) 並べ替えます。

また、「Comparableインターフェースを実装したクラスのオブジェクト」は、コンパレータを指定せずに「順序付きマップ(TreeMapなど)」のキーや「順序付きセット(TreeSet)」の要素として使用できます。

比較可能な定義

比較可能なインターフェースには関数が 1 つだけ含まれており、その定義は次のとおりです:

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

説明:

「x と y のサイズを比較する」ために x.compareTo(y) を使用するとします。 。 「負の数」が返された場合は「x が y より小さい」ことを意味し、「ゼロ」が返された場合は「x が y に等しい」ことを意味し、「正の数」が返された場合は「x が y に等しい」ことを意味します。 y より大きい」。

Comparator の概要

Comparator はコンパレータ インターフェイスです。

特定のクラスの順序を制御する必要があり、クラス自体が並べ替えをサポートしていない場合 (つまり、Comparable インターフェイスを実装していない場合)、並べ替えを実行するために「このクラスのコンパレーター」を作成できます。 。この「コンパレータ」は Comparator インターフェイスを実装するだけで済みます。

言い換えれば、「Comparator クラスを実装して新しいコンパレータを作成」し、このコンパレータを通じてクラスを並べ替えることができます。

Comparator 定義

Comparator インターフェイスには 2 つの関数のみが含まれており、その定義は次のとおりです:

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

説明:

(01) クラスが Comparator インターフェイスを実装したい場合: クラスは CompareTo( T を実装する必要があります) o1, To o2) 関数を使用しますが、equals(Object obj) 関数を実装する必要はありません。

equals(Object obj) 関数を実装してみてはいかがでしょうか? なぜなら、どのクラスもデフォルトでequals(Object obj)を実装しているからです。 Java のすべてのクラスは java.lang.Object を継承しており、equals(Object obj) 関数は Object.java に実装されているため、他のすべてのクラスはこの関数を実装することと同等です。

(02) int Compare(T o1, T o2) は「o1 と o2 の大きさを比較する」です。 「負の数」を返すと「o1 は o2 より小さい」ことを意味し、「ゼロ」を返すと「o1 は o2 に等しい」を意味し、「正の数」を返すと「o1 は o2 より大きい」ことを意味します。

Comparator と Comparable

Comparable は並べ替えインターフェイスです。クラスが Comparable インターフェイスを実装している場合、それは「このクラスは並べ替えをサポートしている」ことを意味します。

Comparator はコンパレータです。特定のクラスの順序を制御する必要がある場合は、並べ替え用の「このクラスのコンパレータ」を作成できます。

次のことが簡単にわかります。 Comparable は「内部コンパレータ」と同等であり、Comparator は「外部コンパレータ」と同等です。

これら 2 つのインターフェイスをテスト プログラムを通じて説明します。ソースコードは以下の通りです:

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();
    }
  }
}

このプログラムについては以下で説明します。

a) 人物クラスの定義。以下のように:

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;
  }  
}

説明:

(01) Person クラスには、年齢と名前という 2 つの属性があります。

(02) PersonクラスはComparableインターフェースを実装しているのでソート可能です。

b) main()で、人のList配列(リスト)を作成します。以下のように:

// 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) 次に、リストのすべての要素を出力します。次のように:

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

d) 次に、コレクションの sort() 関数を使用してリストを並べ替えます。

personはComparableインターフェースを実装しているため、sort()でソートする際は、personがサポートしているソート方法、つまりcompareTo(person person)で定義されたルールに従ってソートされます。以下の通り:

// 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) Comparable と Comparator の比較

2 つのコンパレータ、AscAgeComparator と DescAgeComparator を定義して、それぞれ Person を昇順と降順に並べ替えます。

e.1) AscAgeComparator

人物を年齢の昇順に並べ替えます。コードは次のとおりです:

/**
 * @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 コンパレータ

パーソンを年齢の降順に並べ替えます。コードは次のとおりです:

/**
 * @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) 実行結果

プログラムを実行すると、出力は次のようになります:

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

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