Java数据结构_一篇文章搞定java对象的比较

1. PriorityQueue中插入对象

上篇文章研究了优先级队列，优先级队列在插入元素中，要求插入的元素不能是null或者元素之间必须要能够进行比较，为了简单起见，上篇文章只是插入了Integer类型，那优先级队列中是否能插入自定义类型的对象呢？

有如下代码：

class Card {
    private int rank; //数值
    private String suit; //花色

    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }
}

public class Test {
    public static void TestForPriority() {
        PriorityQueue<Card> p = new PriorityQueue<>();

        p.offer(new Card(1, "♥"));
        p.offer(new Card(2, "♥"));
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestForPriority();
    }
}

运行结果为：

原因在上篇文中也有所提及，优先级队列底层使用堆，而向堆中插入元素中，为了满足堆的性质（offer方法中会检测是否有比较器，如果没有比较器会强转为Compareable），必须要进行元素的比较，而此时自定义类型Card是没有办法直接进行比较的，所以会抛出上面的异常。

2. 元素的比较

2.1 基本类型的比较

Java中，基本类型的对象可以直接比较大小

public class TestCompare {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a > b);
        System.out.println(a < b);
        System.out.println(a == b);
 
        char c1 = 'A';
        char c2 = 'B';
        System.out.println(c1 > c2);
        System.out.println(c1 < c2);
        System.out.println(c1 == c2);
 
        boolean b1 = true;
        boolean b2 = false;
        System.out.println(b1 == b2);
        System.out.println(b1 != b2);
    }
 }

2.2 对象比较的问题

代码如下

如果在main方法中

有System.out.println(c1 > c2)，会编译报错

有System.out.println(c1 == c2) 编译成功 --> 打印false 因为c1和c2指向不是同一个对象

有System.out.println(c1 < c2) 会编译报错

有System.out.println(c1 == c3) 编译成功 --> 打印true 因为c1 和 c3指向的是同一个对象

从上面的编译结果可以看出，Java中引用类型的变量不能直接按照 > 或者 < 进行比较那 == 为什么可以呢？

对于自定义类型，都默认会继承自Object类，而Object类中提供了equals方法，而 == 默认情况下使用的是equals方法，但是该方法的默认比较规则是：没有比较引用变量引用对象的内容，而是直接比较引用变量的地址，但有些情况下这种比较并不符合题意。

下图为Object中equal的实现，可以看到：直接比较的是两个引用变量的地址

3. 对象的比较

有些情况下，需要比较的是对象中的内容，比如：向优先级队列中插入某个对象时，需要对按照对象中内容来调整堆，那该如何处理呢？

3.1 覆写基类的equals方法

如图：在自定义类中重写equals方法

注意：一般覆写 equals 的套路就是上面演示的

1. 如果指向同一个对象，返回 true

2. 如果传入的为 null，返回 false

3. 如果传入的对象类型不是 Card，返回 false

4. 按照类的实现目标完成比较，例如这里只要花色和数值一样，就认为是相同的牌

5. 注意下调用其他引用类型的比较也需要 equals，例如这里的 suit 的比较

重写equals方法虽然可以进行比较，但缺点是：equal方法的返回值是boolean类型，只能按照相等的比较，不能按照大于，小于的方式进行比较。

3.2 基于Comparable接口类的比较

Comparable是JDK提供的泛型的比较接口类，源码实现为：

public interface Comparable<E> {

//返回值：

// < 0:表示this指向的对象小于 o 指向的对象

// > 0:表示this指向的对象大于 o 指向的对象

// == 0: 表示this指向的对象等于 o 指向的对象

int compareTo(E o);

}

对于用户自定义类型，如果要按照自己的方式进行比较时： 在定义类的时候，实现Comparable接口，然后在类中重写compareTo方法即可。

如下图：根据数值进行比较，不管花色，这里认为null是最小的

测试符合预期：

Comparable是java.lang中的接口类，可以直接使用。

3.3 基于比较器比较

具体实现步骤如下：

1. 用户自定义比较器类，实现Comparator接口

public interface Comparator<T> {

        // 返回值: // < 0: 表示 o1 指向的对象小于 o2 指向的对象

        // == 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象

        // > 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象

int compare(T o1, T o2);

}

注意区分Comparable 和 Comparator。

2.覆写Comparator中的compare方法

测试符合预期：

注意：Comparator是java.util包中的泛型接口类，使用时必须导入对应的包。

3.4 三种方式的对比

补充解释第二和第三种比较方式：

2. Comparable.comparaTo:

例如代码：

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

class Employee implements Comparable<Employee> {
    private String name;
    private int age;

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

    @Override
    public int compareTo(Employee other) {
        return Integer.compare(this.age, other.age);
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{name='" + name + "', age=" + age + "}";
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Employee> employees = new ArrayList<>();
        employees.add(new Employee("Alice", 25));
        employees.add(new Employee("Bob", 20));
        employees.add(new Employee("Charlie", 30));

        // 对员工列表进行排序
        Collections.sort(employees);

        for (Employee employee : employees) {
            System.out.println(employee);
        }
    }
}

2. Comparator.compare

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        students.add(new Student("Alice", 20));
        students.add(new Student("Bob", 18));
        students.add(new Student("Charlie", 22));

        // 创建比较器对象
        AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();

        // 在排序算法中显式指定比较器
        Collections.sort(students, ageComparator);

        for (Student student : students) {
            System.out.println(student.getName() + " - " + student.getAge());
        }
    }
}