Java中自然排序和比较器排序详解

简介

Java中排序分为自然排序和比较器排序两种方式。当对象包含了Comparable接口实现的compareTo方法时，便支持了自然排序。而比较器排序则需要自己实现一个Comparator接口，并传入调用方法中。本文将从以下几个方面详细介绍这两种排序方式：

1. Comparable接口及compareTo方法
2. Comparator接口及compare方法
3. 两种方式的比较
4. 示例说明

Comparable接口及compareTo方法

Comparable是一个内置接口，它只包含一个方法：compareTo(T o)。实现该接口的类可以调用自身的compareTo方法来实现自然排序。通常情况下，compareTo方法返回值是int类型，返回值有以下几种情况：

• 返回小于0的数：表示当前的对象比o小；
• 返回0：表示当前的对象和o相等；
• 返回大于0的数：表示当前的对象比o大。

以下是一个实现Comparable接口的示例代码：

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

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

    public int compareTo(Student o) {
        return this.age - o.age;
    }

    // getter and setter methods
}

上面的代码中，我们定义了一个Student类并实现了Comparable接口。compareTo方法实现的是按照学生的年龄升序排序。在实现compareTo方法时，我们将当前对象和传入的对象o的年龄进行比较，然后返回比较的结果。这样，我们便可以实现按照年龄排序的功能。

Comparator接口及compare方法

Comparator接口需要实现compare方法，在比较两个对象时，将需要比较的对象传入到compare方法中，返回结果如下：

• 返回小于0的数：表示当前的对象比o小；
• 返回0：表示当前的对象和o相等；
• 返回大于0的数：表示当前的对象比o大。

与Comparable接口不同，实现Comparator接口的类需要将比较逻辑封装好，每次进行比较时再传入所需比较的属性，使得我们可以很方便地根据不同的属性进行排序。

以下是一个实现Comparator接口的示例代码：

public class StudentComparator implements Comparator<Student>{
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.getAge() - o2.getAge();
    }
}

上面的代码中，我们定义了一个StudentComparator类并实现了Comparator接口，实现了按照学生的年龄升序排序。在实现compare方法时，我们将传入的参数o1和o2的年龄进行比较，然后返回比较的结果。这样一来，我们就能够定义多个Comparator用于不同排序逻辑的比较。

两种方式的比较

按照实现方式不同，自然排序和比较器排序的比较方式也不同，具体情况如下：

1. 自然排序方法：在调用集合类的sort()方法或者Arrays.sort()方法时，会自动调用对象的compareTo()方法进行自然排序；
2. 比较器排序方法：需要通过调用集合类的sort()方法或Arrays.sort()方法并传入Comparator对象才能进行比较器排序。

示例说明

以下是对自然排序方法和比较器排序方法的示例说明：

// 示例1：按照自然排序方式对Student进行排序
List<Student> studentList = new ArrayList<>();
studentList.add(new Student("Tom", 18));
studentList.add(new Student("Jack", 20));
studentList.add(new Student("Mary", 19));
Collections.sort(studentList);  // 按照学生年龄升序排序
System.out.println("按照自然排序方式对Student进行排序：");
for(Student student : studentList) {
    System.out.println(student.getName() + " " + student.getAge());
}

// 输出结果：
// 按照自然排序方式对Student进行排序：
// Tom 18
// Mary 19
// Jack 20

// 示例2：按照比较器排序方式对Student进行排序
List<Student> studentList2 = new ArrayList<>();
studentList2.add(new Student("Tom", 18));
studentList2.add(new Student("Jack", 20));
studentList2.add(new Student("Mary", 19));
Collections.sort(studentList2, new StudentComparator()); // 按照学生年龄升序排序
System.out.println("按照比较器排序方式对Student进行排序：");
for(Student student : studentList2) {
    System.out.println(student.getName() + " " + student.getAge());
}

// 输出结果：
// 按照比较器排序方式对Student进行排序：
// Tom 18
// Mary 19
// Jack 20

以上示例代码分别展示了对Student对象进行自然排序和比较器排序的方法，其中自然排序使用了Collections类中的sort()方法，比较器方式传入了StudentComparator类的对象。最终输出结果，便是按照排序所需规则的排序后结果。