这篇文章主要为大家详细介绍了Java中对象的比较、集合框架中PriorityQueue的比较方式以及PriorityQueue的模拟实现，感兴趣的可以了解一下
本篇博客主要内容：
- Java中对象的比较
- 集合框架中PriorityQueue的比较方式
- 模拟实现PriorityQueue
1. PriorityQueue中插入对象
优先级队列在插入元素时有个要求：插入的元素不能是null或者元素之间必须要能够 进行比较，为了简单起见，我们只是插入了Integer类型，那优先级队列中能否插入自定义类型对象呢？
class Card { public int rank; // 数值 public String suit; // 花色 public Card(int rank, String suit) { this.rank = rank; this.suit = suit; } } public class TestPriorityQueue { public static void TestPriorityQueue() { PriorityQueue p = new PriorityQueue<>(); p.offer(new Card(1, "♠")); p.offer(new Card(2, "♠")); } public static void main(String[] args) { TestPriorityQueue(); } } 优先级队列底层使用堆，而向堆中插入元素时，为了满足堆的性质，必须要进行元素的比较，而此时Card是没有办法直接进行比较的，因此抛出异常。
2. 元素的比较
2.1 基本类型的比较
在Java中，基本类型的对象可以直接比较大小。
public class TestCompare { public static void main(String[] args) { int a = 10; int b = 20; System.out.println(a > b); System.out.println(a c2); System.out.println(c1 
2.2 对象比较的问题
class Card { public int rank; // 数值 public String suit; // 花色 public Card(int rank, String suit) { this.rank = rank; this.suit = suit; } } public class TestPriorityQueue { public static void main(String[] args) { Card c1 = new Card(1, "♠"); Card c2 = new Card(2, "♠"); Card c3 = c1; //System.out.println(c1 > c2); // 编译报错 System.out.println(c1 == c2); // 编译成功 ----> 打印false ，因为c1和c2指向的是不同对象 //System.out.println(c1 打印true ，因为c1和c3指向的是同一个对象 } } c1、c2和c3分别是Card类型的引用变量，上述代码在比较编译时：
- c1 > c2 编译失败
- c1== c2 编译成功
- c1
从编译结果可以看出， Java中引用类型的变量不能直接按照 > 或者 <方式进行比较。 那为什么‘==‘可以比较？
因为： 对于用户实现自定义类型，都默认继承自Object类，而Object类中提供了equal方法，而==默认情况下调用的就是equal方法，但是该方法的比较规则是： 没有比较引用变量引用对象的内容，而是直接比较引用变量的地 址 ，但有些情况下该种比较就不符合题意。
比较引用类型的关系：
- 大小关系
- 相等关系
以扑克牌的数值和花色为例子：
比较：
//数值比较器 class RankComparator implements Comparator{ @Override public int compare(Card o1, Card o2) { return o1.rank-o2.rank; } } //花色比较器 class SuitComparator implements Comparator { @Override public int compare(Card o1, Card o2) { return o1.suit.compareTo(o2.suit); } } public class Test01 { public static void main(String[] args) { //数值比较器 RankComparator rankComparator=new RankComparator(); Card card1=new Card(1,"♠"); Card card2=new Card(2,"♣"); rankComparator.compare(card1,card2); //花色比较器 SuitComparator suitComparator=new SuitComparator(); System.out.println(suitComparator.compare(card1,card2)); } }
// Object中equal的实现 ，可以看到：直接比较的是两个引用变量的地址 public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); } 
判断相等：
class Card implements Comparable{ public int rank; // 数值 public String suit; // 花色 public Card(int rank, String suit) { this.rank = rank; this.suit = suit; } public Card() { super(); } @Override public int hashCode() { return super.hashCode(); } @Override public boolean equals(Object obj) { if(this==obj)return true; if(obj==null || getClass()!=obj.getClass())return false; Card card=(Card)obj; return rank== card.rank && Objects.equals(suit,card.suit); } @Override public int compareTo(Card o) { return this.rank-o.rank; } } public class Test01 { public static void main(String[] args) { Card card1=new Card(1,"♠"); Card card2=new Card(2,"♠"); System.out.println(card1==card2);//判断两张牌的地址是否相等 System.out.println(card1.equals(card2));//判断两张牌是否相等 System.out.println(card1.compareTo(card2));//比较两张牌 } }
3. 对象的比较
3.1 覆写基类的equals
public class Card { public int rank; // 数值 public String suit; // 花色 public Card(int rank, String suit) { this.rank = rank; this.suit = suit; } @Override public boolean equals(Object o) { // 自己和自己比较 if (this == o) { return true; } // o如果是null对象 ，或者o不是Card的子类 if (o == null | | !(o instanceof Card)) { return false; } // 注意基本类型可以直接比较 ，但引用类型最好调用其equal方法 Card c = (Card)o; return rank == c.rank && suit.equals(c.suit); } } 注意： 一般覆写 equals 的套路就是上面演示的
1、如果指向同一个对象，返回 true
2、如果传入的为 null，返回 false
3、 如果传入的对象类型不是 Card，返回 false
4、 按照类的实现目标完成比较，例如这里只要花色和数值一样，就认为是相同的牌
5、注意下调用其他引用类型的比较也需要 equals，例如这里的 suit 的比较
覆写基类equal的方式虽然可以比较，但缺陷是： equal只能按照相等进行比较，不能按照大于、小于的方式进行 比较。
3.2 基于Comparble接口类的比较
Comparble是JDK提供的泛型的比较接口类，源码实现具体如下：
public interface Comparable{ // 返回值: // <0: 表示 this 指向的对象小于 o 指向的对象> 0: 表示 this 指向的对象大于 o 指向的对象 int compareTo(E o); }
对于用户自定义类型，如果要想按照大小与方式进行比较时： 在定义类时，实现Comparble接口即可，然后在类 中重写compareTo方法。
public class Card implements Comparable{ public int rank; // 数值 public String suit; // 花色 public Card(int rank, String suit) { this.rank = rank; this.suit = suit; } // 根据数值比较 ，不管花色 // 这里我们认为 null 是最小的 @Override public int compareTo(Card o) { if (o == null) { return 1; } return rank - o.rank; } public static void main(String[] args){ Card p = new Card(1, "♠"); Card q = new Card(2, "♠"); Card o = new Card(1, "♠"); System.out.println(p.compareTo(o)); // == 0 ，表示牌相等 System.out.println(p.compareTo(q)); // <0 ，表示 p 比较小 system.out.println(q.compareto(p));> 0 ，表示 q 比较大 } }
Compareble是java.lang中的接口类，可以直接使用。
3.3 基于比较器比较
按照比较器方式进行比较，具体步骤如下：
用户自定义比较器类，实现Comparator接口
public interface Comparator{ // 返回值: // <0: 表示 o1 指向的对象小于 o2 指向的对象> 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象 int compare(T o1, T o2); }
注意：
区分Comparable和Comparator。
- 覆写Comparator中的compare方法。
- Comparator是java.util 包中的泛型接口类，使用时必须导入对应的包。
- Compareble是java.lang中的接口类，可以直接使用。
import java.util.Comparator; class Card { public int rank; // 数值 public String suit; // 花色 public Card(int rank, String suit) { this.rank = rank; this.suit = suit; } } class CardComparator implements Comparator { // 根据数值比较 ，不管花色 // 这里我们认为 null 是最小的 @Override public int compare(Card o1, Card o2) { if (o1 == o2) { return 0; } if (o1 == null) { return -1; } if (o2 == null) { return 1; } return o1.rank - o2.rank; } public static void main(String[] args){ Card p = new Card(1, "♠"); Card q = new Card(2, "♠"); Card o = new Card(1, "♠"); // 定义比较器对象 CardComparator cmptor = new CardComparator(); // 使用比较器对象进行比较 System.out.println(cmptor.compare(p, o)); System.out.println(cmptor.compare(p, q)); System.out.println(cmptor.compare(q, p)); } } 3.4 三种方式的对比
| 覆写的方法 | 说明 |
|---|---|
| Object.equals | 因为所有类都是继承自 Object 的，所以直接覆写即可，不过只能比较相等与 否 |
| Comparable.compareTo | 需要手动实现接口，侵入性比较强，但一旦实现，每次用该类都有顺序，属于内部顺序 |
| Comparator.compare | 需要实现一个比较器对象，对待比较类的侵入性弱，但对算法代码实现侵入性强 |
4.集合框架中PriorityQueue的比较方式
集合框架中的PriorityQueue底层使用堆结构，因此其内部的元素必须要能够比大小， PriorityQueue采用了： Comparble和Comparator两种方式。
1.Comparble是默认的内部比较方式，如果用户插入自定义类型对象时，该类对象必须要实现Comparble接 口，并覆写compareTo方法
2.用户也可以选择使用比较器对象，如果用户插入自定义类型对象时，必须要提供一个比较器类，让该类实现 Comparator接口并覆写compare方法。
// JDK中PriorityQueue的实现： public class PriorityQueueextends AbstractQueue implements java.io.Serializable { // ... // 默认容量 private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 11; // 内部定义的比较器对象 ，用来接收用户实例化PriorityQueue对象时提供的比较器对象 private final Comparator comparator; // 用户如果没有提供比较器对象 ，使用默认的内部比较 ，将comparator置为null public PriorityQueue() { this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null); } // 如果用户提供了比较器 ，采用用户提供的比较器进行比较 public PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator comparator) { // Note: This restriction of at least one is not actually needed, // but continues for 1.5 compatibility if (initialCapacity <1) throw new IllegalArgumentException(); this.queue = new Object[initialCapacity]; this.comparator = comparator; } // ... // 向上调整： // 如果用户没有提供比较器对象 ，采用Comparable进行比较 // 否则使用用户提供的比较器对象进行比较 private void siftUp(int k, E x) { if (comparator != null) siftUpUsingComparator(k, x); else siftUpComparable(k, x); } // 使用Comparable @SuppressWarnings("unchecked") private void siftUpComparable(int k, E x) { Comparable key = (Comparable) x; while (k > 0) { int parent = (k - 1) >>> 1; Object e = queue[parent]; if (key.compareTo((E) e) >= 0) break; queue[k] = e; k = parent; } queue[k] = key; } // 使用用户提供的比较器对象进行比较 @SuppressWarnings("unchecked") private void siftUpUsingComparator(int k, E x) { while (k > 0) { int parent = (k - 1) >>> 1; Object e = queue[parent]; if (comparator.compare(x, (E) e) >= 0) break; queue[k] = e; k = parent; } queue[k] = x; } }
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