【数据结构】Java对象的比较

柔光的暖阳◎ 2024-02-21 10:01 64阅读 0赞

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**目录**

priorityQueue中如何插入对象

元素的比较

基本类型的比较

对象类型的直接比较

对象正确的比较方式

重写equals方法

基于Comparble接口类的比较

基于比较器比较

集合框架中priorityQueue的比较方式

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## priorityQueue中如何插入对象 ##

我们知道，优先级队列在插入元素时有一个要求：**需要可以比较的对象才能插入。**这里我们需要知道怎样插入自定义类型对象：

比如我们插入这个student对象：

class student {
        int age;
        String name;
    
        public student(int age, String name) {
            this.age = age;
            this.name = name;
        }
    }
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            PriorityQueue<student> priorityQueue = new PriorityQueue<>();
            priorityQueue.offer(new student(12,"小猪佩奇"));
            priorityQueue.offer(new student(12,"小猪乔治"));
        }

在运行后发现它会报类型不兼容的异常，这是因为在堆中插入元素，为了满足堆的性质，需要进行对象的比较，但是我们的student类型对象时不能直接比较的，所以会报错

![1a8a12cebd17465fa1d99a9f4d5a9f61.png][]

## 元素的比较 ##

### 基本类型的比较 ###

在Java中，基本类型的对象是可以直接进行比较大小的

class TestCompare {
        public static void main(String[] args) {
            int a = 10;
            int b = 20;
            System.out.println(a > b);
            System.out.println(a < b);
            System.out.println(a == b);
            char c1 = 'A';
            char c2 = 'B';
            System.out.println(c1 > c2);
            System.out.println(c1 < c2);
            System.out.println(c1 == c2);
            boolean b1 = true;
            boolean b2 = false;
            System.out.println(b1 == b2);
            System.out.println(b1 != b2);
        }
    }

### 对象类型的直接比较 ###

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 < c2); // 编译报错
    System.out.println(c1 == c3); // 编译成功 ----> 打印true，因为c1和c3指向的是同一个对象
    }
    }

这里我们知道，直接进行对象比较的是地址，只有相同才会返回true，不同就会报错。**但是这里为毛==可以比较呢？这就得提到Object类了，因为自定义类也会继承Object类，这个类中提供了equal方法，==的情况下就是用的Object的equal方法。但是这个方式比较的就是引用对象的地址，没有比较对象的内容，这就头疼了。**

// 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);
    }

## 对象正确的比较方式 ##

### 重写equals方法 ###

class student {
        int age;
        String name;
    
        public student(int age, String name) {
            this.age = age;
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public boolean equals(Object obj) {
            if(this == obj) {
                return true;
            }
            if(obj == null || !(obj instanceof student)) {
                return false;
            }
            student o = (student) obj;
            return this.age == ((student) obj).age && this.name.equals(o.name);
        }
    }

如果指向一个对象，返回true

如果传入的是null或者不是student，返回false

按照类的成员对象比较，只要成员对象相同就返回true

注意下调其他引用类型的比较也要调用equals

这里的缺陷就是：equals只能按照相等来比较，不能比较大小

### 基于Comparble接口类的比较 ###

Comparable接口的源码：

public interface Comparable<E> {
    // 返回值:
    // < 0: 表示 this 指向的对象小于 o 指向的对象
    // == 0: 表示 this 指向的对象等于 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);
    }

对用户自定义类型，想要按照大小比较时，在定义类的时候，实现Comparable接口即可。然后在类中实现compareTo方法：

class student implements Comparable<student>{
        int age;
        String name;
    
        public student(int age, String name) {
            this.age = age;
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public int compareTo(student o) {
            if(o == null) {
                return 1;
            }
            return this.age - o.age;
        }
    }

### 基于比较器比较 ###

用户自定义比较器类，需要实现Comparator接口：

public interface Comparator<T> {
    // 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
    // > 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
    int compare(T o1, T o2);
    }

这里要注意区分Comparable和Comparator接口

在自定义比较器类中重写compare方法：

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<Card> {
    // 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)); // == 0，表示牌相等
    System.out.println(cmptor.compare(p, q)); // < 0，表示 p 比较小
    System.out.println(cmptor.compare(q, p)); // > 0，表示 q 比较大
    }
    }

这里使用Comparator需要导入java.util包

## 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中的源码：**

// 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<? super E> 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;
    }
    private void siftUp(int k, E x) {
            if (comparator != null)
                siftUpUsingComparator(k, x);
            else
                siftUpComparable(k, x);
        }
    private void siftUpComparable(int k, E x) {
            Comparable<? super E> key = (Comparable<? super E>) 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;
        }
    
        @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;
        }

**画图分析：**

![b4eb9af4cbc2462aac4e152c1b97df69.png][]

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[paper jie]: https://blog.csdn.net/paperjie?type=blog
[1a8a12cebd17465fa1d99a9f4d5a9f61.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/9ce80b9179074899bdbf6b7b51adcac6.png
[b4eb9af4cbc2462aac4e152c1b97df69.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/d77dc260c60e45dea6908b70cb7fda5d.png