10.TreeSet、比较器

Comparable和Comparator

Comparable 简介

Comparable 是排序接口。
若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。即然实现Comparable接口的类支持排序，假设现在存在“实现Comparable接口的类的对象的List列表(或数组)”，则该List列表(或数组)可以通过 Collections.sort（或 Arrays.sort）进行排序。
此外，“实现Comparable接口的类的对象”可以用作“有序映射(如TreeMap)”中的键或“有序集合(TreeSet)”中的元素，而不需要指定比较器。
Comparable 定义
Comparable 接口仅仅只包括一个函数，它的定义如下：

复制代码代码如下:

package java.lang;
import java.util.*;
public interface Comparable<T> {
public int compareTo(T o);
}

说明：
假设我们通过 x.compareTo(y) 来“比较x和y的大小”。若返回“负数”，意味着“x比y小”；返回“零”，意味着“x等于y”；返回“正数”，意味着“x大于y”。
Comparator 简介
Comparator 是比较器接口。
我们若需要控制某个类的次序，而该类本身不支持排序(即没有实现Comparable接口)；那么，我们可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。这个“比较器”只需要实现Comparator接口即可。
也就是说，我们可以通过“实现Comparator类来新建一个比较器”，然后通过该比较器对类进行排序。
Comparator 定义
Comparator 接口仅仅只包括两个个函数，它的定义如下：

复制代码代码如下:

package java.util;
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
boolean equals(Object obj);
}

说明：
(01) 若一个类要实现Comparator接口：它一定要实现compareTo(T o1, T o2) 函数，但可以不实现 equals(Object obj) 函数。
为什么可以不实现 equals(Object obj) 函数呢？因为任何类，默认都是已经实现了equals(Object obj)的。 Java中的一切类都是继承于java.lang.Object，在Object.java中实现了equals(Object obj)函数；所以，其它所有的类也相当于都实现了该函数。
(02) int compare(T o1, T o2) 是“比较o1和o2的大小”。返回“负数”，意味着“o1比o2小”；返回“零”，意味着“o1等于o2”；返回“正数”，意味着“o1大于o2”。
Comparator 和 Comparable 比较
Comparable是排序接口；若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持排序”。
而Comparator是比较器；我们若需要控制某个类的次序，可以建立一个“该类的比较器”来进行排序。
我们不难发现：Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。
我们通过一个测试程序来对这两个接口进行说明。源码如下：

复制代码代码如下:

import java.util.*;
import java.lang.Comparable;
/**
* @desc "Comparator"和“Comparable”的比较程序。
*   (01) "Comparable"
*   它是一个排序接口，只包含一个函数compareTo()。
*   一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类本身支持排序”，它可以直接通过Arrays.sort() 或 Collections.sort()进行排序。
*   (02) "Comparator"
*   它是一个比较器接口，包括两个函数：compare() 和 equals()。
*   一个类实现了Comparator接口，那么它就是一个“比较器”。其它的类，可以根据该比较器去排序。
*
*   综上所述：Comparable是内部比较器，而Comparator是外部比较器。
*   一个类本身实现了Comparable比较器，就意味着它本身支持排序；若它本身没实现Comparable，也可以通过外部比较器Comparator进行排序。
*/
public class CompareComparatorAndComparableTest{
    public static void main(String[] args) {
        // 新建ArrayList(动态数组)
        ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
        // 添加对象到ArrayList中
        list.add(new Person("ccc", 20));
        list.add(new Person("AAA", 30));
        list.add(new Person("bbb", 10));
        list.add(new Person("ddd", 40));
        // 打印list的原始序列
        System.out.printf("Original sort, list:%s\n", list);
        // 对list进行排序
        // 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序，即会根据“name”进行排序
        Collections.sort(list);
        System.out.printf("Name      sort, list:%s\n", list);
        // 通过“比较器(AscAgeComparator)”，对list进行排序
        // AscAgeComparator的排序方式是：根据“age”的升序排序
        Collections.sort(list, new AscAgeComparator());
        System.out.printf("Asc(age) sort, list:%s\n", list);
        // 通过“比较器(DescAgeComparator)”，对list进行排序
        // DescAgeComparator的排序方式是：根据“age”的降序排序
        Collections.sort(list, new DescAgeComparator());
        System.out.printf("Desc(age) sort, list:%s\n", list);
        // 判断两个person是否相等
        testEquals();
    }
    /**
     * @desc 测试两个Person比较是否相等。
     *   由于Person实现了equals()函数：若两person的age、name都相等，则认为这两个person相等。
     *   所以，这里的p1和p2相等。
     *
     *   TODO：若去掉Person中的equals()函数，则p1不等于p2
     */
    private static void testEquals() {
        Person p1 = new Person("eee", 100);
        Person p2 = new Person("eee", 100);
        if (p1.equals(p2)) {
            System.out.printf("%s EQUAL %s\n", p1, p2);
        } else {
            System.out.printf("%s NOT EQUAL %s\n", p1, p2);
        }
    }
    /**
     * @desc Person类。
     *       Person实现了Comparable接口，这意味着Person本身支持排序
     */
    private static class Person implements Comparable<Person>{
        int age;
        String name;
        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public String toString() {
            return name + " - " +age;
        }
        /**
         * 比较两个Person是否相等：若它们的name和age都相等，则认为它们相等
         */
        boolean equals(Person person) {
            if (this.age == person.age && this.name == person.name)
                return true;
            return false;
        }
        /**
         * @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口，即重写compareTo<T t>函数。
         * 这里是通过“person的名字”进行比较的
         */
        @Override
        public int compareTo(Person person) {
            return name.compareTo(person.name);
            //return this.name - person.name;
        }
    }
    /**
     * @desc AscAgeComparator比较器
     *       它是“Person的age的升序比较器”
     */
    private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {
        @Override
        public int compare(Person p1, Person p2) {
            return p1.getAge() - p2.getAge();
        }
    }
    /**
     * @desc DescAgeComparator比较器
     *       它是“Person的age的升序比较器”
     */
    private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {
        @Override
        public int compare(Person p1, Person p2) {
            return p2.getAge() - p1.getAge();
        }
    }
}

下面对这个程序进行说明。
a) Person类定义。如下：

复制代码代码如下:

private static class Person implements Comparable<Person>{
    int age;
    String name;
        ...
    /**
     * @desc 实现 “Comparable<String>” 的接口，即重写compareTo<T t>函数。
     * 这里是通过“person的名字”进行比较的
     */
    @Override
    public int compareTo(Person person) {
        return name.compareTo(person.name);
        //return this.name - person.name;
    }
}

说明：
(01) Person类代表一个人，Persong类中有两个属性：age(年纪) 和 name“人名”。
(02) Person类实现了Comparable接口，因此它能被排序。
b) 在main()中，我们创建了Person的List数组(list)。如下：

复制代码代码如下:

// 新建ArrayList(动态数组)
ArrayList<Person> list = new ArrayList<Person>();
// 添加对象到ArrayList中
list.add(new Person("ccc", 20));
list.add(new Person("AAA", 30));
list.add(new Person("bbb", 10));
list.add(new Person("ddd", 40));

c) 接着，我们打印出list的全部元素。如下：

复制代码代码如下:

// 打印list的原始序列
System.out.printf("Original sort, list:%s\n", list);

d) 然后，我们通过Collections的sort()函数，对list进行排序。
由于Person实现了Comparable接口，因此通过sort()排序时，会根据Person支持的排序方式，即 compareTo(Person person) 所定义的规则进行排序。如下：

复制代码代码如下:

// 对list进行排序
// 这里会根据“Person实现的Comparable<String>接口”进行排序，即会根据“name”进行排序
Collections.sort(list);
System.out.printf("Name sort, list:%s\n", list);

e) 对比Comparable和Comparator
我们定义了两个比较器 AscAgeComparator 和 DescAgeComparator，来分别对Person进行升序和降低排序。
e.1) AscAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行升序排序。代码如下：

复制代码代码如下:

/**
* @desc AscAgeComparator比较器
*       它是“Person的age的升序比较器”
*/
private static class AscAgeComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p1.getAge() - p2.getAge();
    }
}

e.2) DescAgeComparator比较器
它是将Person按照age进行降序排序。代码如下：

复制代码代码如下:

/**
* @desc DescAgeComparator比较器
*       它是“Person的age的升序比较器”
*/
private static class DescAgeComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p2.getAge() - p1.getAge();
    }
}

f) 运行结果
运行程序，输出如下：

复制代码代码如下:

Original sort, list:[ccc - 20, AAA - 30, bbb - 10, ddd - 40]
Name sort, list:[AAA - 30, bbb - 10, ccc - 20, ddd - 40]
Asc(age) sort, list:[bbb - 10, ccc - 20, AAA - 30, ddd - 40]
Desc(age) sort, list:[ddd - 40, AAA - 30, ccc - 20, bbb - 10]
eee - 100 EQUAL eee - 100

TreeSet

1、概述：TreeSet可以对Set集合中的元素进行排序。底层数据结构是二叉树。保证元素唯一性的依据：compareTo方法return 0.

* TreeSet存储对象的时候, 可以排序, 但是需要指定排序的算法
*
* Integer能排序(有默认顺序), String能排序(有默认顺序), 自定义的类存储的时候出现异常(没有顺序)
*
* 如果想把自定义类的对象存入TreeSet进行排序, 那么必须实现Comparable接口
*   在类上implement Comparable
*   重写compareTo()方法
*   在方法内定义比较算法, 根据大小关系, 返回正数负数或零
*   在使用TreeSet存储对象的时候, add()方法内部就会自动调用compareTo()方法进行比较, 根据比较结果使用二叉树形式进行存储
*/

2.TreeSet是依靠TreeMap来实现的。
TreeSet是一个有序集合，TreeSet中的元素将按照升序排列(指排序的顺序)，缺省是按照自然排序进行排列，意味着TreeSet中的元素要实现Comparable接口。或者有一个自定义的比较器。
我们可以在构造TreeSet对象时，传递实现Comparator接口的比较器对象。

import java.util.Iterator;
import java.util.*;
 
public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        Set ts = new TreeSet();
        ts.add("abc");
        ts.add("xyz");
        ts.add("rst");
        Iterator it = ts.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

输出结果：

abc

rst

xyz

打印结果不是和先前加入的顺序一样，它是按照一个字母的排序法进行排序的。这是因为String 类实现了Comparable接口。

如果我们自己定义的一个类的对象要加入到TreeSet当中，那么这个类必须要实现Comparable接口。

3、关于二叉树，见图说话：

二叉树的存储方式就像树叉一样，所以称为二叉树。它的特点就是把大的数放在右边，小的数放在左边，取值时会按照从小到大的顺序取值。如果数据较多，二叉树会自动折中，然后再去判断，如图中就会折中到第五个位置上。这样就大大提高了存取的效率。

4、保证元素唯一性的依据：

实现的compareTo方法的返回值，是正整数、负整数或零，则两个对象较大、较小或相同。相等时则不会存入。

5、排序的两种实现方式，让元素本身具备比较性（Comparable）和让容器具备比较性(比较器Comparator)。

1）让元素本身具备比较性，有些元素本身就具备比较性如String和Integer，这是因为他们实现Comparable接口，这种排序方式也称为自然顺序排序。下面的方法用在list也可以，因为接口是定义在要比较的对象里的

public class TreeSetDemo {
 public static void main(String[] args) {
  TreeSet ts = new TreeSet(//new ComparatorByName());//传入了下边的ComparatorByName()就可以直接按姓名比较
 person有了自然排序，treeset有了比较器，以比较器为主，比较器常用（结合下边看）
));
  ts.add(new Person("lisi",21));
  ts.add(new Person("zhouqi",29));
  ts.add(new Person("zhaoliu",25));
  ts.add(new Person("wangu",24));
  Iterator it = ts.iterator();
  while(it.hasNext()){
   Person p = (Person)it.next();
   System.out.println(p.getName()+":"+p.getAge());
  }
  }
}

上面这种方式是元素本身就具备比较性，但是要是没有具备比较性那么我们就必须自己去实现comparable接口去重写compareTo方法，自己建立需要的比较性。根本不看hashcode和equals.

?this.name.compareTo(p.name):temp;

// int temp = this.name.compareTo(p.name);按姓名排

// return temp==0?this.age-p.age:temp;

/*

if(this.age>p.age)

return 1;

if(this.age<p.age)

return -1;

else{//=0时继续按次要条件（姓名）比较

return this.name.compareTo(p.name);比较名字string里也有compareTo

}

*/

}

2)：) {

return o1.getS().compareTo(o2.getS());

}

return num;

}

class ComString {

private String s;

ComString(String s) {

this.s = s;

}

public String getS() {

return s;

}

public void setS(String s) {

this.s = s;

}

10.TreeSet、比较器

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