Java 中的比较器是如何工作的？

介绍

有时在做项目时需要对某种类型的对象集合进行排序，为此你可能会认为有必要实现我们自己的排序算法，但这有点不必要，尽管了解一下也没什么坏处他们如何工作。例如，如果您有一个整数数组，则可以使用 Arrays.sort() 方法，该方法接受基元数组并按升序对其进行排序，从而利用无需将结果分配给新变量，因为该方法修改了原始数组。

int[] numbers = {9, 8, 5, 3, 1, 2, 4, 6, 7};
Arrays.sort(numbers);
System.out.println(Arrays.toString(numbers));

// Output
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

当您有自定义对象的集合（例如 Movie 类型的记录）时，这也适用，但如果我们看到 Arrays.sort() 方法，它不接受这种类型的对象数组，因此它必须使用 sort() 方法接受 T 类型的对象和 Comparator 类型的对象作为参数超级T>这是一个函数式接口。这个接口非常重要，因为 Java 中的许多其他方法都使用它以自定义方式比较对象。例如，List 对象的 Collections.sort() 方法或 sort() 方法，甚至 Streams 也接受 Comparator 来对元素进行排序。

什么是比较器？

函数式接口Comparator（函数式它可以写成lambda表达式）是一个允许你比较两个T类型对象的接口，因此它用于比较整数、字符串、自定义物体等该接口有几个静态和默认方法，但重要的是compare() 方法，它是比较两个对象必须实现的方法。 Compare() 接收两个 T 类型的对象并返回一个整数。方法签名如下：

int compare(T o1, T o2);

如果o1小于o2，该方法返回负数；如果相等，则返回零；如果o1大于o2，该方法返回正数，通常分别返回-1、0或1。

一个对象小于、等于或大于另一个对象意味着什么？

让我们分析一下compare()方法返回的内容，因为对象的排序取决于此，重要的是要考虑该方法返回的含义是相对的，也就是说，如果您想要升序或降序排列。这取决于具体情况以及如何实施。让我们为每个示例考虑以下记录：

int[] numbers = {9, 8, 5, 3, 1, 2, 4, 6, 7};
Arrays.sort(numbers);
System.out.println(Arrays.toString(numbers));

// Output
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

• 如果第一个参数小于第二个参数，则返回负数。例如，要按发行年份对电影进行排序，当电影 a 小于电影 b 时，可以返回 -1：

int compare(T o1, T o2);

• 如果第一个参数大于第二个参数，则返回正数。例如，要按预算对电影进行排序，当电影 a 大于电影 b 时，可以返回 1：

public record Movie(
        String name,
        List<String> actors,
        int budget,
        int year
) {
}

• 如果第一个参数等于第二个参数，则返回零。例如，要按演员数量对电影进行排序，当电影 a 等于电影 b 时，可以返回 0：

// a < b -> -1
a.year() < b.year() -> -1

使用比较器

假设我们在 List 类型的对象中有以下电影：

// a > b -> 1
a.budget() > b.budget() -> 1

如果您想按发行年份升序排列电影，您可以创建一个 Comparator 类型的对象并重写compare()方法，然后将此对象传递给列表的sort()方法：

// a == b -> 0
a.actors().size() == b.actors().size() -> 0

它也可以在 sort() 方法中实现为匿名类：

Movie movie1 = new Movie("The Godfather", Arrays.asList("Marlon Brando", "Al Pacino"), 6000000, 1972);
Movie movie2 = new Movie("The Godfather: Part II", Arrays.asList("Al Pacino", "Robert De Niro"), 13000000, 1974);
Movie movie3 = new Movie("The Shawshank Redemption", Arrays.asList("Tim Robbins", "Morgan Freeman"), 25000000, 1994);
Movie movie4 = new Movie("The Dark Knight", Arrays.asList("Christian Bale", "Heath Ledger"), 185000000, 2008);

List<Movie> movies = Arrays.asList(movie1, movie2, movie3, movie4);

或者更简洁地直接在 sort() 方法中使用 lambda 表达式：

Comparator<Movie> comparatorByYear = new Comparator<Movie>() {
    @Override
    public int compare(Movie o1, Movie o2) {
        return o1.year() - o2.year();
    }
};

movies.sort(comparatorByYear);

任何这些实现​​都会按发布年份对列表进行升序排序。如果要按降序排序，可以更改 lambda 表达式中参数的顺序，或者在减法中添加负号：

movies.sort(new Comparator<Movie>() {
    @Override
    public int compare(Movie o1, Movie o2) {
        return o1.year() - o2.year();
    }
});

如何对自定义对象列表进行排序的一些其他示例是：

• 按演员数量升序排列电影（从少到多）：

movies.sort((p1, p2) -> p1.year() - p2.year());

• 按预算降序对电影进行排序（从最高预算到最低预算）：

movies.sort((p1, p2) -> p2.year() - p1.year());
// o
movies.sort((p1, p2) -> - (p1.year() - p2.year()));

• 按名称升序对电影进行排序：

movies.sort((p1, p2) -> p1.actors().size() - p2.actors().size());

在其他示例中，我们可能会遇到需要按降序对整数列表进行排序的情况，

movies.sort((p1, p2) -> p2.budget() - p1.budget());
// o 
movies.sort((p1, p2) -> - (p1.budget() - p2.budget()));

为此，您还可以使用静态方法 Comparator.reverseOrder() 返回一个按降序对元素进行排序的比较器，以及使用 Comparator.naturalOrder() 按升序对元素进行排序。

int[] numbers = {9, 8, 5, 3, 1, 2, 4, 6, 7};
Arrays.sort(numbers);
System.out.println(Arrays.toString(numbers));

// Output
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

使用 Integer.compare()

在 Java 中已经有一些方法允许我们以有效的方式执行这种类型的比较，例如 Integer.compare() ，它比较两个整数，如果第一个参数小于第二个参数零，则返回负数如果第一个参数大于第二个参数，则相等且为正数。如果我们分析这个方法的工作原理，我们可以看到它与上面解释的类似，并且返回的正是Comparator接口的compare()方法所需要的。 Integer.compare() 的实现如下：

int compare(T o1, T o2);

因此，如果您想按发行年份升序对电影进行排序，可以使用 Integer.compare():

public record Movie(
        String name,
        List<String> actors,
        int budget,
        int year
) {
}

使用参考方法

有时可以使用引用方法来执行与以前不同的比较，例如，按升序对整数列表进行排序：

// a < b -> -1
a.year() < b.year() -> -1

Integer 不是唯一具有compareTo() 方法的类，例如 String 有一个compareTo() 方法，可以按字典顺序比较两个字符串，因此它可以用于对字符串列表进行排序，甚至可以将 CharSequence 与其一起使用Compare() 方法（技术上表示字符序列）。

// a > b -> 1
a.budget() > b.budget() -> 1

回到电影的例子，如果你想按照上映年份升序对电影进行排序，可以使用compareingInt()方法作为参考方法：

// a == b -> 0
a.actors().size() == b.actors().size() -> 0

或者根据 String 类型属性进行比较，在本例中为电影名称：

Movie movie1 = new Movie("The Godfather", Arrays.asList("Marlon Brando", "Al Pacino"), 6000000, 1972);
Movie movie2 = new Movie("The Godfather: Part II", Arrays.asList("Al Pacino", "Robert De Niro"), 13000000, 1974);
Movie movie3 = new Movie("The Shawshank Redemption", Arrays.asList("Tim Robbins", "Morgan Freeman"), 25000000, 1994);
Movie movie4 = new Movie("The Dark Knight", Arrays.asList("Christian Bale", "Heath Ledger"), 185000000, 2008);

List<Movie> movies = Arrays.asList(movie1, movie2, movie3, movie4);

按多个属性排序

有时你可能需要按多个属性对对象列表进行排序，例如，如果你想按发行年份升序对电影进行排序，按预算降序排序，你可以使用 thenComparing() 方法，该方法接收一个比较器，负责按多个属性排序。例如，如果有两部电影a和b，上映年份相同，则按预算排序。

Comparator<Movie> comparatorByYear = new Comparator<Movie>() {
    @Override
    public int compare(Movie o1, Movie o2) {
        return o1.year() - o2.year();
    }
};

movies.sort(comparatorByYear);

结论

比较器在Java中很多时候都很有用，因为它们可以让你以个性化的方式比较对象，不仅如此，它们还可以用在许多Java集合方法中，甚至可以有多个比较器来排序以不同的方式。无论哪种方式，您都可以查阅 IDE 中的 Comparator 文档或官方 Java 文档，了解可以使用哪些方法以及如何实现它们。

以上是Java 中的比较器是如何工作的？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！