对对象数组与存放对象数据的集合进行排序 —— Comparable接口的用法

摘要: Arrays 类和 Collections 类的 sort 方法可以分别对数组与集合进行排序，排序不仅仅局限于整型数据，甚至是对象数据也可以，具体怎么做呢？相信本文会为您带来答案！

Arrays类的sort方法可以对整型数组进行升序排列：

int[] i = { 1, 5, 2, 4, 3 };
Arrays.sort(i);
System.out.println(Arrays.toString(i));

控制台则输出：[1, 2, 3, 4, 5]

Collections类的sort方法可以对整型数据集合实现相同的功能：

List<Integer> l = new ArrayList<>();
l.add(1);
l.add(5);
l.add(2);
l.add(4);
l.add(3);
Collections.sort(l);
System.out.println(l);

输出为：[1, 2, 3, 4, 5]

其实，sort方法不仅仅可以对整型数据进行排序，也可以对对象数组与存放对象数据的集合进行排序，而且可以指定排序方式（升序或降序），但要求满足以下前提：对象所属的类必须实现了Comparable接口。

下面是Comparable接口的源代码：

public interface Comparable<T> {
public int compareTo(T o);
}

在实现接口时，泛型<T>中的T需声明为欲排序对象的类型。

若一个数组或集合中存放的对象所对应的类实现了Comparable接口并重写了compareTo方法，那么在调用Arrays.sort或Collections.sort的时候就能够对数组或集合进行排序。具体实现的方式我们在这里不去讨论，因为那是Arrays类和Collections类中的内容（这两个类分别为对数组和集合进行相关操作的工具类，比如排序功能的实现），在这里我们着重探讨一下Comparable接口中的comparaTo抽象方法。

在调用s.compareTo(o)的时候，compareTo方法会比较两个对象的内容，并返回比较的结果。当s小于o时，返回一个负数；当s大于o时，返回一个正数；否则（s等于o）时，返回0。

因此，在实现类重写compareTo方法时，需要比较当前类中的属性（比如，年龄 age）与参数对象o对应属性（o.age）的大小，并根据需求（升序排列、降序排列）返回相应的值（正数或负数）。

这段话苦涩难懂，不过不用担心，接下来的例子会让你很轻松的理解它想表达的意思。

现有一简单的学生类 Student，类中包含学生的一些信息：姓名 name、年龄 age，包含构造方法对学生信息进行初始化，重写toString方法用来在控制台打印信息。代码如下：

public class Student {

private String name;
private int age;

public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}

@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}

}

创建一测试类，实例化5个学生，并存入Student类型的数组。代码如下：

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Student s1 = new Student("张三", 20);
Student s2 = new Student("李四", 18);
Student s3 = new Student("王五", 22);
Student s4 = new Student("赵六", 19);
Student s5 = new Student("孙七", 21);

Student[] s = { s1, s2, s3, s4, s5 };

}

}

现有需求：将数组中的学生按照年龄进行升序排列。

此时，便需要用到Arrays.sort方法。但前文已经说过，对对象数组进行排序需要对象所属类实现Comparable接口并重写compareTo方法。因此我们需要对Student类进行如下修改：

实现Comparable接口：

public class Student implements Comparable<Student> {     // 泛型T改为欲排序的对象所属的类（Student）

重写compareTo方法：

@Override
public int compareTo(Student o) {
if (age < o.age) {
return -1;     // 这里的-1可以改成任意负数，若想按降序排列则改为返回一个正数
} else if (age > o.age) {
return 1;     // 若想按降序排列则改为返回一个负数
} else {
return 0;
}
}

其实这个方法有改善的空间，Integer类有一个名为compare的静态方法，源代码如下：

public static int compare(int x, int y) {
return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);
}

方法体中的三元表达式的作用为：当 x < y 时，返回 -1；当 x > y 时，返回 1；否则返回 0。这正是我们所需要的。顺便一提，Double类也有这个方法，它能适用于double类型的数据，适用面更广。

修改后的compateTo方法：

@Override
public int compareTo(Student o) {
return Integer.compare(age, o.age);
}

怎么样，是不是简化了很多？若想按降序排列只要改变compare方法两个参数的位置就可以了（age 和 o.age）。

现在我们可以在Test类中调用sort方法，并用foreach循环将排序后的数组打印出来了：

Arrays.sort(s);
for (Student ss : s)
System.out.println(ss);     // 这里能够直接输出Student的对象是因为Student类中重写了toString方法

打印结果为：

Student [name=李四, age=18]
Student [name=赵六, age=19]
Student [name=张三, age=20]
Student [name=孙七, age=21]
Student [name=王五, age=22]

至此，我们已经实现了对对象数组的排序操作。

若想对存放对象数据的集合进行排序需要执行的操作是类似的，只要将对象存到集合就可以了。

不过这里需要注意的是，TreeSet集合本身便具有排序的功能，因此，如果一个TreeSet中存放的对象数据所对应的类没有实现Comparable接口，那么在对这个TreeSet进行操作的时候会抛出一个ClassCastException（类型转换异常），它会提示你存放的数据无法转换成Comparable类型。

在本文中，我们进行排序操作时均选择了整型的数据，比如整型数组和整型数据集合，对对象数组的排序也选择了以整型的年龄作为判断的依据。其实，sort方法的排序依据不仅仅局限于整型，只要制定好排序的规则，便可以按照需求做出相应的排序操作，比如按照姓名的首字母进行排序等，这些更复杂的需求需要我们对sort方法进行深入的研究，也需要在重写compareTo方法时给出更复杂的算法。如果你有兴趣，可以去尝试一下，相信你一定会成功！

在本文的最后我会放上Student类和Test类的全部代码，供参考用。

如果您看到了这里，我表示由衷的感谢，这是我的第一篇博文，希望您以后能多多支持！

Student：

public class Student implements Comparable<Student> {

private String name;
private int age;

public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}

@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}

@Override
public int compareTo(Student o) {
return Integer.compare(age, o.age);
}

}

Test：

import java.util.Arrays;

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Student s1 = new Student("张三", 20);
Student s2 = new Student("李四", 18);
Student s3 = new Student("王五", 22);
Student s4 = new Student("赵六", 19);
Student s5 = new Student("孙七", 21);

Student[] s = { s1, s2, s3, s4, s5 };

Arrays.sort(s);
for (Student ss : s)
System.out.println(ss);

}

}

感谢阅读！