使用 Comparator 和 Comparable 对集合排序：如何轻松排序 Java 集合？

开篇语

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前言

在 Java 中，排序是我们常常会遇到的操作。幸运的是，Java 提供了两种非常常用的方式来对集合进行排序：Comparable 和 Comparator。它们分别适用于不同的排序需求，并且各有其特点和使用场景。今天，我们将深入分析这两种排序机制，并通过代码示例帮助你理解如何灵活地对集合进行排序。

1. Comparable 接口

Comparable 接口是 Java 自带的用于对对象进行排序的机制。它允许对象按照自然顺序进行排序，通常用于当你希望一个类的实例对象在没有外部干预的情况下就能比较大小的情况。

1.1. Comparable 接口的定义

Comparable 接口只有一个方法 compareTo()，它定义了当前对象与传入对象的比较规则。

public interface Comparable<T> {int compareTo(T o);
}

• 返回值：
  • 负数：当前对象小于传入对象
  • 零：当前对象等于传入对象
  • 正数：当前对象大于传入对象

1.2. Comparable 排序示例

假设我们有一个 Person 类，其中包含 name 和 age 两个属性，我们希望按照 age 从小到大进行排序。我们可以实现 Comparable 接口，并重写 compareTo() 方法。

import java.util.*;class Person implements Comparable<Person> {String name;int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}// 实现 compareTo 方法，按 age 排序@Overridepublic int compareTo(Person other) {return Integer.compare(this.age, other.age);}@Overridepublic String toString() {return name + ": " + age;}
}public class ComparableExample {public static void main(String[] args) {List<Person> people = new ArrayList<>();people.add(new Person("Alice", 30));people.add(new Person("Bob", 25));people.add(new Person("Charlie", 35));// 使用 Collections.sort 对集合进行排序Collections.sort(people);// 打印排序后的结果for (Person person : people) {System.out.println(person);}}
}

输出：

Bob: 25
Alice: 30
Charlie: 35

在上面的代码中，Person 类实现了 Comparable 接口，重写了 compareTo() 方法，按照 age 进行排序。当我们调用 Collections.sort() 方法时，集合就会按照 compareTo() 方法的逻辑进行排序。

2. Comparator 接口

Comparator 接口是 Java 提供的另一种排序机制，与 Comparable 不同，它并不改变对象本身，而是提供一个外部的比较器来定义排序规则。使用 Comparator，你可以在不修改对象类的情况下灵活地实现多种排序方式。

2.1. Comparator 接口的定义

Comparator 接口有两个重要的方法：

public interface Comparator<T> {int compare(T o1, T o2);
}

• 返回值：
  • 负数：o1 小于 o2
  • 零：o1 等于 o2
  • 正数：o1 大于 o2

2.2. Comparator 排序示例

如果我们希望对 Person 类按 name 字母顺序进行排序，而不影响按 age 排序的逻辑，我们可以使用 Comparator。

import java.util.*;class Person {String name;int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return name + ": " + age;}
}public class ComparatorExample {public static void main(String[] args) {List<Person> people = new ArrayList<>();people.add(new Person("Alice", 30));people.add(new Person("Bob", 25));people.add(new Person("Charlie", 35));// 使用 Comparator 按 name 排序people.sort(new Comparator<Person>() {@Overridepublic int compare(Person p1, Person p2) {return p1.name.compareTo(p2.name);}});// 打印排序后的结果for (Person person : people) {System.out.println(person);}}
}

输出：

Alice: 30
Bob: 25
Charlie: 35

在这个例子中，我们没有修改 Person 类，而是创建了一个匿名 Comparator 类，在 compare() 方法中定义了按 name 排序的逻辑。使用 people.sort() 方法对列表进行了排序。

2.3. Comparator 使用 lambda 表达式

从 Java 8 开始，我们可以使用更简洁的方式来实现 Comparator，即通过 lambda 表达式。这样可以让代码更加简洁，减少冗余。

import java.util.*;class Person {String name;int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return name + ": " + age;}
}public class ComparatorLambdaExample {public static void main(String[] args) {List<Person> people = new ArrayList<>();people.add(new Person("Alice", 30));people.add(new Person("Bob", 25));people.add(new Person("Charlie", 35));// 使用 lambda 表达式按 name 排序people.sort((p1, p2) -> p1.name.compareTo(p2.name));// 打印排序后的结果for (Person person : people) {System.out.println(person);}}
}

输出：

Alice: 30
Bob: 25
Charlie: 35

通过 lambda 表达式，我们可以轻松实现按 name 排序，并且代码更加简洁。

2.4. 多种排序方式的组合

如果我们希望根据多个属性进行排序（例如先按 age 排序，如果 age 相同，再按 name 排序），可以使用 Comparator 的 thenComparing() 方法来组合多个排序条件。

import java.util.*;class Person {String name;int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return name + ": " + age;}
}public class MultiComparatorExample {public static void main(String[] args) {List<Person> people = new ArrayList<>();people.add(new Person("Alice", 30));people.add(new Person("Bob", 25));people.add(new Person("Charlie", 30));people.add(new Person("Dave", 25));// 按 age 排序，如果 age 相同，再按 name 排序people.sort(Comparator.comparingInt(Person::getAge).thenComparing(Person::getName));// 打印排序后的结果for (Person person : people) {System.out.println(person);}}
}

输出：

Bob: 25
Dave: 25
Alice: 30
Charlie: 30

通过 Comparator.comparingInt() 和 thenComparing() 方法，我们实现了先按 age 排序，再按 name 排序的功能。

3. Comparable 和 Comparator 的比较

特性	Comparable	Comparator
排序方式	自然排序（类内部实现）	外部比较器定义（灵活自定义排序规则）
实现的接口方法	compareTo()	compare()
修改对象类	需要修改对象类	无需修改对象类
使用场景	类本身有天然的排序顺序时	需要多种排序规则或对象类无法修改时

4. 总结

• Comparable：适用于类本身已经有了自然排序顺序的情况，且仅需要一种排序方式。通过实现 compareTo() 方法，我们可以定义类的默认排序规则。
• Comparator：适用于需要多种排序方式的场景，或者当我们不能修改原始类时。通过 compare() 方法，可以定义任意排序逻辑，甚至可以组合多个比较器进行复合排序。

在实际开发中，我们可以根据具体需求灵活选择使用 Comparable 还是 Comparator，并通过 Java 8 引入的 lambda 表达式来简化代码。

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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