如何在 Java 中使用 Comparator 接口对集合进行排序

简介

本教程将指导你完成在 Java 中使用 Comparator 接口对集合进行排序的过程。你将学习如何实现自定义比较器，探索高级技术，并更深入地理解这个用于管理 Java 数据结构的强大工具。

Skills Graph

Comparator 接口简介

在 Java 编程语言中，Comparator 接口是用于对对象集合进行排序的强大工具。它提供了一种灵活且可定制的方式来定义对象的排序顺序，超越了由 Comparable 接口定义的自然顺序。

Comparator 接口在 java.util 包中定义，并且有一个抽象方法 compare(T o1, T o2)，必须实现该方法以定义所需的排序顺序。此方法接受两个相同类型的对象，并返回一个整数值，表示它们的相对顺序：

• 如果 o1 小于 o2，则返回负整数
• 如果 o1 等于 o2，则返回零
• 如果 o1 大于 o2，则返回正整数

通过实现 Comparator 接口，你可以根据自己选择的任何标准对对象集合进行排序，例如按特定字段、按字段组合，甚至按复杂算法。

Comparator<Person> byName = (p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName());
Comparator<Person> byAge = (p1, p2) -> Integer.compare(p1.getAge(), p2.getAge());
Comparator<Person> byNameAndAge = byName.thenComparing(byAge);

当你需要对未实现 Comparable 接口的自定义对象集合进行排序，或者当你想要以不同于其自然顺序的顺序对它们进行排序时，Comparator 接口特别有用。

为集合排序实现 Comparator

使用 Comparator 对集合进行排序

要在 Java 中使用 Comparator 接口对集合进行排序，你可以遵循以下步骤：

1. 实现 Comparator 接口：创建一个新类，实现 Comparator 接口并覆盖 compare(T o1, T o2) 方法。根据 o1 小于、等于还是大于 o2，此方法应返回一个负整数、零或正整数。

Comparator<Person> byName = (p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName());
Comparator<Person> byAge = (p1, p2) -> Integer.compare(p1.getAge(), p2.getAge());

2. 在集合排序方法中使用 Comparator：将 Comparator 实现传递给适当的排序方法，例如 Collections.sort() 或 Arrays.sort()。

List<Person> people = new ArrayList<>();
// 向列表中添加人员
Collections.sort(people, byName);
Arrays.sort(people, byAge);

3. 链接多个 Comparator：你可以使用 thenComparing() 方法链接多个 Comparator 实例，以定义更复杂的排序顺序。

Comparator<Person> byNameAndAge = byName.thenComparing(byAge);
Collections.sort(people, byNameAndAge);

使用匿名 Comparator 对集合进行排序

或者，你可以在调用排序方法时直接创建一个匿名 Comparator 实例：

Collections.sort(people, (p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName()));
Arrays.sort(people, (p1, p2) -> Integer.compare(p1.getAge(), p2.getAge()));

这种方法对于简单的一次性比较很有用，但对于更复杂的排序要求，它可能会使代码的可读性降低。

高级 Comparator 技术

Comparator 组合

Comparator 接口提供了几种方法来将多个比较器组合在一起，使你能够创建复杂的排序逻辑：

• thenComparing(Comparator<? super T> other)：返回一个比较器，该比较器首先按此比较器进行比较，然后按另一个比较器进行比较。
• thenComparingInt(ToIntFunction<? super T> keyExtractor)：返回一个比较器，该比较器首先按此比较器进行比较，然后按由提供的函数提取的整数值进行比较。
• thenComparingLong(ToLongFunction<? super T> keyExtractor)：返回一个比较器，该比较器首先按此比较器进行比较，然后按由提供的函数提取的长整数值进行比较。
• thenComparingDouble(ToDoubleFunction<? super T> keyExtractor)：返回一个比较器，该比较器首先按此比较器进行比较，然后按由提供的函数提取的双精度值进行比较。

Comparator<Person> byNameAndAge = Comparator.comparing(Person::getName)
                                           .thenComparing(Person::getAge);

Comparator 实用工具

Comparator 接口还提供了几个静态实用工具方法来创建常见的比较器：

• Comparator.naturalOrder()：返回一个根据其参数的自然顺序进行比较的比较器。
• Comparator.reverseOrder()：返回一个根据其参数的自然顺序的相反顺序进行比较的比较器。
• Comparator.comparing(Function<? super T,? extends U> keyExtractor)：返回一个根据应用给定键提取函数的结果进行比较的比较器。
• Comparator.comparingInt(ToIntFunction<? super T> keyExtractor)：返回一个根据应用给定键提取函数（该函数提取一个整数）的结果进行比较的比较器。
• Comparator.comparingLong(ToLongFunction<? super T> keyExtractor)：返回一个根据应用给定键提取函数（该函数提取一个长整数）的结果进行比较的比较器。
• Comparator.comparingDouble(ToDoubleFunction<? super T> keyExtractor)：返回一个根据应用给定键提取函数（该函数提取一个双精度值）的结果进行比较的比较器。

Comparator<Person> byName = Comparator.comparing(Person::getName);
Comparator<Person> byAgeReversed = Comparator.comparingInt(Person::getAge).reversed();

通过利用这些高级 Comparator 技术，你可以为你的 Java 应用程序创建强大而灵活的排序解决方案。

总结

Java 中的 Comparator 接口提供了一种灵活且强大的方式来对集合进行排序。通过理解如何实现自定义比较器并利用高级技术，你可以在 Java 中有效地管理和组织数据结构。本教程涵盖了 Comparator 接口的基本概念和实际应用，使你具备在 Java 项目中高效对集合进行排序的知识。