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Java Comparable介面的範例程式碼詳解

黄舟
發布: 2017-03-20 11:09:46
原創
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這篇文章是免費Java 8 課程中關於Clean Code原則的一部分。

在這篇文章中,我們要聊聊Java Comparable介面

還有一個不錯的影片可以點這裡。

Comparable介面時用來幹嘛的呢?

我們應該如何對事物進行比較和排序?這問題聽起來有點莫名其妙,但我希望你認真考慮。比方說,我們有一組蘋果:

例1

我們要怎麼對它們進行排序呢?我們希望透過重量進行排序嗎?如果是的話,排序是從最輕到最重還是從最重到最輕?當我們對它們進行排序的時候,我們需要反覆比較兩個蘋果的重量,直到正確地排好所有的蘋果。蘋果1比蘋果2重?那它比蘋果3重嗎?我們需要不斷比較,直到完成排序。 Comparable介面可以幫助我們實現這一目標。 Comparable本身無法對物件進行排序,但介面定義的方法 int compareTo(T)可以。

compareTo(T)如何運作

讓我們透過使用compareTo()方法來看看哪個蘋果比較重,開始吧。

例2

compareTo()方法的工作原理是傳回一個int值-或正,或負,或為零。它透過呼叫作為參數的物件來比較物件。負數表示呼叫的物件比參數“輕”。如果我們用大小來比較蘋果,那麼上面的呼叫會回傳一個負數,例如-400,因為紅蘋果比青蘋果小。如果兩個蘋果重量相等,那麼呼叫將返回0。如果紅蘋果比較重,那麼compareTo()將會回傳一個正數,例如68。

compareTo()的彈性

如果我們反覆呼叫上面的compareTo()方法,那麼我們可以透過大小來排序,這很棒,但並非故事的結束。如果我們想透過顏色來為蘋果排序呢?抑或是重量?我們也可以做到。關鍵是,我們的客戶-讓我們叫他胖子農夫(見例3),需要在我們開始開發之前精確定義需要如何對蘋果進行排序。

範例3

他可以透過回答這兩個問題來做到這一點:

  1. 他希望蘋果如何進行排序?他希望我們比較什麼特徵?

  2. 在那樣的環境中,“小於”,“等於”和“大於”指的是什麼意思?

也可以使用多個特徵,這個後面我們會講。

範例1:透過重量排序蘋果

在第一個例子中,我們將透過重量對蘋果排序。只需要一行程式碼。

Collections.sort(apples);
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範例4

上面的程式碼行可以為我們做到所有的排序工作,只要我們事先定義好如何對蘋果進行排序(這就需要多行程式碼了)。

讓我們開始寫蘋果類別吧。

public class Apple implements Comparable {
    private String variety;
    private Color color;
    private int weight;
    @Override
    public int compareTo(Apple other) {
        if (this.weight < other.weight) {
            return -1;
        }
        if (this.weight == other.weight) {
            return 0;
        }
        return 1;
    }
}
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範例5

這是Apple類別的第一個版本。由於我們使用的是compareTo方法,並且正在排序蘋果,所以我實作了Comparable介面。在這第一個版本中,我們透過重量來比較物件。在我們的compareTo()方法中,我們寫一個if條件,說明如果這個蘋果的重量小於其他的蘋果,那麼回傳一個負數,為了保持簡單,我們假定它為-1。請記住,這意味著這個蘋果輕於Apple ‘other’。在第二個if語句中,我們要說明,如果蘋果重量相等,那麼回傳一個0。當然,如果這個蘋果既不是更輕,又不是一樣重,那就只能比其他蘋果重了。在這種情況下,我們傳回一個正數,假定為1。

例2:通过多个特征排序苹果

正如我前面提到的,我们还可以使用compareTo()比较多个特征。比方说,我们第一通过品种排序苹果,但如果两个苹果是同一品种,那么我们就按颜色排序。最后,如果这两个特性相同,那么我们将按重量排序。虽然我们可以手动实现这件事,就像我在最后一个例子中做的那样,但是其实可以用一种简洁得多的方式实现。一般来说,最好是重用现有的代码,而不是自己写。我们可以在Integer、String和枚举类中使用compareTo方法来比较值。由于我们没有使用Integer对象,用了int,所以我们不得不使用来自于Integer包装器类的一个静态的helper方法来比较两个值。

public class Apple implements Comparable {
    private String variety;
    private Color color;
    private int weight;
    @Override
    public int compareTo(Apple other) {
        int result = this.variety.compareTo(other.variety);
        if (result != 0) {
            return result;
        }
        if (result == 0) {
            result = this.color.compareTo(other.color);
        }
        if (result != 0) {
            return result;
        }
        if (result == 0) {
            result = Integer.compare(this.weight, other.weight);
        }
        return result;
    }
}
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例6

在例6中,我们比较了客户指定的苹果的第一特性,它们的品种。如果compareTo()调用的结果为非零,那么我们返回值。否则,我们调用另一个compareTo()直到得到一个非零值,或者直到已经比较完这三个特征。尽管此代码可以工作,但它不是最有效或干净的解决方案。在例3中,我们重构我们的代码,使其更简单。

@Override
public int compareTo(Apple other) {
     int result = this.variety.compareTo(other.variety);
     if (result == 0) {
          result = this.color.compareTo(other.color);
     }
     if (result == 0) {
          result = Integer.compare(this.weight, other.weight);
     }
     return result;
}
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例7

正如你所看到的,这大大减少了代码,并且每一次比较只要一行代码。如果一个compareTo()调用的结果是零,那么我们就转移到下一个相同if语句的比较中。顺便说一句,这是成为Clean Coder的一个很好的例子。通常情况下,你不需要立即写出干净的代码;你可以从一个粗略的想法开始,使其可以工作,然后不断改进,直到你尽可能得让它干净就可以了。

Comparable,hashCode以及Equals

你可能会注意到compareTo()看起来有点像hashCode()和equals()方法。但是,它们有一个重要的区别。对于hashCode()和equals()方法,比较个体属性的顺序不影响返回的值,但是,在compareTo()中,通过你比较对象的顺序来定义对象的顺序。

结论

在结论中我只想强调Comparable接口是多么的重要。它既用于java.util.Arrays,也用于java.util.Collections实用程序类,来排序元素和搜索排序集合中的元素。使用TreeSet和Tree Map,就更简单了——想要它们会自动排序必须实现Comparable接口的元素。

以上是Java Comparable介面的範例程式碼詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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