總結分享Java比較兩個物件大小的三種方法

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一. 為什麼需要比較物件

上一節介紹了優先順序佇列，在優先順序佇列中插入的元素必須能比較大小，如果不能比較大小，如插入兩個學生型別的元素，會報ClassCastException異常

範例：

class Student{
    String name;
    int age;
 
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("張三",25);
        Student s2 = new Student("李四",31);
        PriorityQueue<Student> p = new PriorityQueue<>();
        p.offer(s1);
        p.offer(s2);
    }
}

結果：

原因：因為優先順序佇列底層使用了堆資料結構，往堆中插入元素時，需要進行元素的比較，而Student是沒有辦法直接比較的，所以丟擲異常

二. 元素的比較

1. 基本型別的比較

Java中，基本型別的元素可以直接進行比較

public 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);
    }
}

2. 參照型別的比較

class Student{
    String name;
    int age;
 
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("張三",25);
        Student s2 = new Student("李四",31);
        Student s3 = s1;
        System.out.println(s1==s2);  //false
        System.out.println(s1==s3);  //true
        //System.out.println(s1<s2); 編譯報錯
        //System.out.println(s1>s3); 編譯報錯
    }
}

從上述的結果來看，自定義型別不能使用>，<來比較，為什麼可以使用==來比較？

==比較自定義型別時，比較的是物件的地址是否相同

但是我們往往需要比較物件的內容，如往優先順序佇列中插入某個物件，需要按照物件的內容來調整堆，那如何比較呢？

三. 物件比較的方法

1. equals方法比較

Object類是每一個類的基礎類別，其提供了equals()方法來進行比較內容是否相同

但是Object中的equals方法預設是用==來比較的，也就是比較兩個物件的地址 ，所以想讓自定義型別可以比較，可以重寫基礎類別的equals()方法

例：

class Student{
    String name;
    int age;
 
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(this == obj){
            return true;
        }
        if(obj==null || !(obj instanceof Student)){
            return false;
        }
        Student s = (Student) obj;
        return this.age==s.age && this.name.equals(s.name);
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("張三",25);
        Student s2 = new Student("李四",31);
        Student s3 = new Student("李四",31);
        System.out.println(s1.equals(s2));
        System.out.println(s2.equals(s3));
    }
}

結果：可以比較內容是否相同

重寫equals方法的步驟

• 如果兩個物件的地址相同，返回true
• 如果傳入的物件為null，返回false
• 如果傳入的物件與呼叫的物件不是同一個型別，返回false
• 如果內容都相同則返回true，否則返回false

注意事項

equals()方法只能比較兩個物件是否相同，不能按照>，<的方式來進行比較

2. 基於Comparable介面的比較

對於參照型別，如果想按照大小的方式進行比較，在定義類時實現Comparable介面，然後在類中重寫compareTo方法

例：比較兩個人的大小，一般按照年齡來比較

class Person implements Comparable<Person>{
    String name;
    int age;
 
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        if(o == null){
            return 1;
        }
        return this.age-o.age;
    }
}
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("小王",22);
        Person p2 = new Person("小張",21);
        Person p3 = new Person("小方",22);
        System.out.println(p1.compareTo(p2)); //>0表示大於
        System.out.println(p2.compareTo(p3)); //<0表示小於
        System.out.println(p1.compareTo(p3)); //==0表示相等
    }
}

compareTo方法是java.lang中的介面類，可以直接使用

使用Comparable介面使得Student型別的物件可以插入到優先順序佇列中

import java.util.PriorityQueue;
 
class Student implements Comparable<Student> {
    String name;
    int age;
 
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        if(o == null){
            return -1;
        }
        return this.age-o.age;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("張三",25);
        Student s2 = new Student("李四",31);
        Student s3 = new Student("李四",35);
        PriorityQueue<Student> p = new PriorityQueue<>();
        p.offer(s1);
        p.offer(s2);
        p.offer(s3);
    }
}

結果：Student型別的物件也可以插入優先順序佇列中

3. 基於Comparator介面的比較

按照比較器的方式比較具體步驟如下：

• 建立一個比較器類，實現Comparator介面
• 重寫compare方法

使用比較器使得Student型別的物件可以插入到優先順序佇列中

import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;
 
class Student {
    String name;
    int age;
 
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}
class StudentComparator implements Comparator<Student>{
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        if(o1 == o2){
            return 0;
        }
        if(o1 == null){
            return -1;
        }
        if(o2 == null){
            return 1;
        }
        return o1.age-o2.age;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("張三",25);
        Student s2 = new Student("李四",31);
        Student s3 = new Student("李四",35);
        PriorityQueue<Student> p = new PriorityQueue<>(new StudentComparator());
        p.offer(s1);
        p.offer(s2);
        p.offer(s3);
    }
}

結果：Student型別的物件可以插入到優先順序佇列中

Comparator是java.util包中的泛型介面類，使用必須匯入相應的包

4. 三種比較方式對比

Comparable，Comparator使用哪種比較方式呢？

如果拿到的是別人定義的類，我們不能對類進行操作，就選用建立類實現Comparator介面的方法

如果類是使用者自己定義的類，可以對類進行操作，則採用實現Comparable介面的方法

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