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面试官：元素排序Comparable和Comparator有什么区别？

2021-12-12 22:31:52 作者：互联网

本文已收录《Java常见面试题》系列，Gitee 开源地址：https://gitee.com/mydb/interview

在 Java 语言中，Comparable 和 Comparator 都是用来进行元素排序的，但二者有着本质的区别。它们两也是常见的面试题，所以今天我们一起来盘它。

1.字面含义不同

我们先从二者的字面含义来理解它，Comparable 翻译为中文是“比较”的意思，而 Comparator 是“比较器”的意思。Comparable 是以 -able 结尾的，表示它自身具备着某种能力，而 Comparator 是以 -or 结尾，表示自身是比较的参与者，这是从字面含义先来理解二者的不同。

2.用法不同

二者都是顶级的接口，但拥有的方法和用法是不同的，下面我们分别来看。

2.1 Comparable

Comparable 接口只有一个方法 compareTo，实现 Comparable 接口并重写 compareTo 方法就可以实现某个类的排序了，它支持 Collections.sort 和 Arrays.sort 的排序。

在我们没有使用 Comparable 时，程序的执行是这样的：

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) {
        // 创建对象
        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 提供的注解
@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;
    }
}

程序执行结果如下：

从上图可以看出，当自定义类 Person 没有实现 Comparable 时，List 集合是没有排序的，只能以元素的插入顺序作为输出的顺序。

然而这个时候，老板有一个需求：需要根据 Person 对象的年龄 age 属性进行倒序，也就是根据 age 属性从大到小进行排序，这个时候就可以请出，我们本文的主角：Comparable 出场了。

Comparable 的使用是在自定义对象的类中实现 Comparable 接口，并重写 compareTo 方法来实现自定义排序规则的，具体实现代码如下：

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) {
        // 创建对象
        Person p1 = new Person(1, 18, "Java");
        Person p2 = new Person(2, 22, "MySQL");
        Person p3 = new Person(3, 6, "Redis");
        // 添加对象到集合
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(p1);
        list.add(p2);
        list.add(p3);
        // 进行排序操作(根据 Person 类中 compareTo 中定义的排序规则)
        Collections.sort(list);
        // 输出集合中的顺序
        list.forEach(p -> System.out.println(p.getName() +
                "：" + p.getAge()));
    }
}
//  以下 set/get/toString 都使用的是 lombok 提供的注解实现的
@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();
    }
}

程序的执行结果如下图所示：

compareTo 排序方法说明

compareTo 方法接收的参数 p 是要对比的对象，排序规则是用当前对象和要对比的对象进行比较，然后返回一个 int 类型的值。正序从小到大的排序规则是：使用当前的对象值减去要对比对象的值；而倒序从大到小的排序规则刚好相反：是用对比对象的值减去当前对象的值。

注意事项：如果自定义对象没有实现 Comparable 接口，那么它是不能使用 Collections.sort 方法进行排序的，编译器会提示如下错误：

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，具体实现代码如下：

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) {
        // 创建对象
        Person p1 = new Person(1, 18, "Java");
        Person p2 = new Person(2, 22, "MySQL");
        Person p3 = new Person(3, 6, "Redis");
        // 添加对象到集合
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(p1);
        list.add(p2);
        list.add(p3);
        // 进行排序操作(根据 PersonComparator 中定义的排序规则)
        Collections.sort(list, new PersonComparator());
        // 输出集合中的顺序
        list.forEach(p -> System.out.println(p.getName() +
                "：" + p.getAge()));
    }
}
/**
  * 用于 Person 类的比较器
  */
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;
    }
}

程序的执行结果如下图所示：

扩展：Comparator 匿名类

Comparator 除了可以通过创建自定义比较器外，还可以通过匿名类的方式，更快速、便捷的完成自定义比较器的功能，具体的代码实现如下：

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) {
        // 构建并添加数据
        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 匿名类的方式进行排序
        list.sort(new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person p1, Person p2) {
                return p2.getAge() - p1.getAge();
            }
        });
        // 打印集合数据
        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;
    }
}

程序的执行结果如下图所示：

3.使用的场景不同

通过上面示例的实现代码我们可以看出，使用 Comparable 必须要修改原有的类，也就是你要排序那个类，就要在那个中实现 Comparable 接口并重写 compareTo 方法，所以 Comparable 更像是“对内”进行排序的接口。

而 Comparator 的使用则不相同，Comparator 无需修改原有类。也就是在最极端情况下，即使 Person 类是第三方提供的，我们依然可以通过创建新的自定义比较器 Comparator，来实现对第三方类 Person 的排序功能。也就是说通过 Comparator 接口可以实现和原有类的解耦，在不修改原有类的情况下实现排序功能，所以 Comparator 可以看作是“对外”提供排序的接口。

总结

Comparable 和 Comparator 都是用来实现元素排序的，它们二者的区别如下：

Comparable 是“比较”的意思，而 Comparator 是“比较器”的意思；
Comparable 是通过重写 compareTo 方法实现排序的，而 Comparator 是通过重写 compare 方法实现排序的；
Comparable 必须由自定义类内部实现排序方法，而 Comparator 是外部定义并实现排序的。

所以用一句话总结二者的区别：Comparable 可以看作是“对内”进行排序接口，而 Comparator 是“对外”进行排序的接口。

是非审之于己，毁誉听之于人，得失安之于数。
博主介绍：80 后程序员，写博客这件事“坚持”了 12 年了，爱好：读书、慢跑、羽毛球。
我的公众号：Java面试真题解析

标签：面试官,Comparator,list,Comparable,Person,import,排序
来源： https://www.cnblogs.com/vipstone/p/15680877.html