我们常用的 Integer 内部为什么会去实现 Comparable 接口？
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2020-08-19 19:55
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作者 | 巫师大人
来源 | blog.csdn.net/ysj4428/article/details/81195846
今天在开发中无意看到Integer包装类内部实现了Comparable接口，因此探查一下该接口作用：
查看API解释：
此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的 compareTo 方法被称为它的自然比较方法。
一、为什么需要实现这个接口呢？
首先看一下数据的例子：
String[] strArr = {"A","B","C","E","D"};
Arrays.sort(strArr);
for (String string : strArr) {
System.out.print(string+";");
}
输出结果：
A;B;C;D;E;
从中我们可以看出sort方法对数据中的String字符串按照一定规则进行了排序，那为什么会排序呢？
查看String类我们可以看到：
public final class String
implements Serializable, Comparable, CharSequence｛
...
｝
它也实现了Comparable接口。里面实现了compareTo方法，所以按照某种规则能够进行排序。
如果数组中的对象不是String而是自定义的类型呢？
public class ComparableDemo{
public static void main(String[] args) {
Object[] objArray = {new Person(20,"jack"),new Person(17,"tom"),
new Person(27,"aj")};
for (Object object : objArray) {
System.out.print(object.toString());
}
Arrays.sort(objArray);
for (Object object : objArray) {
System.out.print(object.toString());
}
}
}
public class Person {
private Integer age;
private String name;
public Person(int age,String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [age=" + age + ", name=" + name + "]";
}
}
结果为：
Person [age=20, name=jack]Person [age=17, name=tom]Person [age=27, name=aj]
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: interfacedemo.Person cannot be cast to java.lang.Comparable
at java.util.ComparableTimSort.countRunAndMakeAscending(Unknown Source)
at java.util.ComparableTimSort.sort(Unknown Source)
at java.util.ComparableTimSort.sort(Unknown Source)
at java.util.Arrays.sort(Unknown Source)
at interfacedemo.ComparableDemo.main(ComparableDemo.java:18)
可以看到不进行排序打印是正常的，但是排序时报错了。因为系统无法知道使用什么规则进行排序。
我们存入字符串排序成功是因为String类已经实现Comparable接口，因此想要实现自定义对象比较同样需要实现该接口，其中的比较方法规则由我们自己设定。
二、接口简介
实现此接口的对象列表（和数组）可以通过 Collections.sort（和 Arrays.sort）进行自动排序。实现此接口的对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。
对于类 C 的每一个 e1 和 e2 来说，当且仅当 e1.compareTo(e2) == 0 与 e1.equals(e2) 具有相同的 boolean 值时，类 C 的自然排序才叫做与 equals 一致。注意，null 不是任何类的实例，即使 e.equals(null) 返回 false，e.compareTo(null) 也将抛出 NullPointerException。
建议（虽然不是必需的）最好使自然排序与 equals 一致。这是因为在使用自然排序与 equals 不一致的元素（或键）时，没有显式比较器的有序集合（和有序映射表）行为表现“怪异”。尤其是，这样的有序集合（或有序映射表）违背了根据 equals 方法定义的集合（或映射表）的常规协定。
例如，如果将两个键 a 和 b 添加到没有使用显式比较器的有序集合中，使 (!a.equals(b) && a.compareTo(b) == 0)，那么第二个 add 操作将返回 false（有序集合的大小没有增加），因为从有序集合的角度来看，a 和 b 是相等的。
实际上，所有实现 Comparable 的 Java 核心类都具有与 equals 一致的自然排序。java.math.BigDecimal 是个例外，它的自然排序将值相等但精确度不同的 BigDecimal 对象（比如 4.0 和 4.00）视为相等。
从数学上讲，定义给定类 C 上自然排序的关系式 如下：
{(x, y)|x.compareTo(y) <= 0}。
整体排序的 商 是：
{(x, y)|x.compareTo(y) == 0}。
它直接遵循 compareTo 的协定，商是 C 的 等价关系，自然排序是 C 的 整体排序。当说到类的自然排序 与 equals 一致 时，是指自然排序的商是由类的 equals(Object) 方法定义的等价关系。
{(x, y)|x.equals(y)}。
此接口是 Java Collections Framework 的成员。
三、实现该接口
上面的例子进行修改，这里通过比较对象中的age属性进行排序
public class Person implements Comparable{
private Integer age;
private String name;
public Person(int age,String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [age=" + age + ", name=" + name + "]";
}
//进行方法重写
@Override
public int compareTo(Object o) {
Person p = (Person)o;
return this.age - p.age;
}
}
结果打印：
Person [age=20, name=jack]Person [age=17, name=tom]Person [age=27, name=aj]
Person [age=17, name=tom]Person [age=20, name=jack]Person [age=27, name=aj]
最后附上该方法API描述：
compareTo
int compareTo(T o)
比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于、等于或大于指定对象，则分别返回负整数、零或正整数。
实现类必须确保对于所有的 x 和 y 都存在 sgn(x.compareTo(y)) == -sgn(y.compareTo(x)) 的关系。（这意味着如果 y.compareTo(x) 抛出一个异常，则 x.compareTo(y) 也要抛出一个异常。）
实现类还必须确保关系是可传递的：(x.compareTo(y)>0 && y.compareTo(z)>0) 意味着 x.compareTo(z)>0。
最后，实现者必须确保 x.compareTo(y)==0 意味着对于所有的 z，都存在 sgn(x.compareTo(z)) == sgn(y.compareTo(z))。强烈推荐 (x.compareTo(y)==0) == (x.equals(y)) 这种做法，但并不是 严格要求这样做。一般来说，任何实现 Comparable 接口和违背此条件的类都应该清楚地指出这一事实。推荐如此阐述：“注意：此类具有与 equals 不一致的自然排序。”
在前面的描述中，符号 sgn(expression) 指定 signum 数学函数，该函数根据 expression 的值是负数、零还是正数，分别返回 -1、0 或 1 中的一个值。
参数：
o - 要比较的对象。
返回：
负整数、零或正整数，根据此对象是小于、等于还是大于指定对象。
抛出：
ClassCastException - 如果指定对象的类型不允许它与此对象进行比较。
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