Пишите компараторы правильно
Как обнаружилось, несоблюдение этих свойств — не такая уж редкая ситуация. Проблема возникает при сравнении вещественных чисел — float или double.
Предположим, у нас имеется класс с полем типа double, и мы хотим упорядочивать объекты этого класса в зависимости от значения поля. Нередко можно встретить такой код:
Ни рефлексивности, ни антисимметричности не наблюдается. Можно встретить и такую реализацию сравнения:
Здесь все три предыдущих сравнения выдадут ноль, то есть как будто бы свойства соблюдаются. Но, конечно, радоваться рано:
Здесь нарушается транзитивность: первый объект равен второму, второй равен третьему, но первый третьему не равен.
Чем же это грозит простому обывателю? Чтобы понять это, создадим простой список и попробуем его перемешать и посортировать несколько раз:
Вывод в каждом запуске отличается и может выглядеть, например, так:
Или для второй реализации compareTo :
Примерно в половине случаев элемент с NaN прибивается к началу или концу сортируемого списка, а в других случаях начинает блуждать, портя порядок окружающих элементов.
Первый вариант сравнивающей функции психоделичнее. Напишем, например, такой тест:
Мы вставили по пять элементов, содержащих NaN, и по пять элементов, содержащих каждую цифру от 1 до 9. В результате имеем следующее:
Вполне ожидаемо увидеть пять раз NaN: ведь они не равны друг другу. Но из-за неправильных сравнений и некоторые другие элементы вставились по нескольку раз. Можете сами посмотреть, что случится с TreeMap. Заметьте, что один случайно попавший NaN может испортить всю коллекцию, причём это не всегда легко отладить: коллекция может долго существовать в некорректном состоянии и делать вид, что всё нормально.
Что любопытно, этой проблемы вообще не должно существовать. Ещё в JDK 1.4 появились специальные статические методы Float.compare и Double.compare, которые сделают всё за вас, корректно обработав специальные случаи. Надо лишь написать:
Видимо, сказывается обманчивая простота алгоритма сравнения: порой программист считает, что проще написать самому, чем искать в документации стандартный способ сделать это.
Примеры неправильного сравнения double/float в различных открытых проектах: JTS, Batik, Hadoop, Hudson, ICU4J, Lucene. Трудно определить, в каких случаях это может привести к проблемам, но это тот случай, когда я бы исправлял безусловно: правильный и надёжный вариант обычно при этом ещё и короче неправильного.
Чтобы изменить ситуацию, я написал маленький детектор для FindBugs, который находит некорректно реализованные функции сравнения и предлагает использовать Float.compare/Double.compare.
Вообще для всех примитивных типов есть подобные методы. Если вам надо сравнить несколько полей по очереди, можно написать так:
Смотрится лучше, чем куча веток с больше и меньше. А если вы пользуетесь Guava или чем-то подобным, тогда так:
Компаратор и сопоставимый в Java
Краткое и практическое руководство по интерфейсам сравнения и компаратора.
1. введение
Сравнения в Java довольно просты – пока это не так.
2. Настройка примера
Давайте возьмем пример футбольной команды, где мы хотим выстроить игроков по их рейтингам.
Мы начнем с создания простого Игрок класс:
Затем давайте создадим класс Player Sorter для создания вашей коллекции и попытаемся отсортировать ее с помощью Collections.сортировка :
Здесь, как и ожидалось, это приводит к ошибке во время компиляции:
Давайте разберемся, что мы здесь сделали не так.
3. Сопоставимые
Как следует из названия, Comparable – это интерфейс, определяющий стратегию сравнения объекта с другими объектами того же типа. Это называется “естественным упорядочением”класса.
Соответственно, чтобы иметь возможность сортировать – мы должны определить наш объект Player как сопоставимый, реализовав интерфейс Comparable :
Метод возвращает число, указывающее, является ли сравниваемый объект меньше, равен или больше объекта, передаваемого в качестве аргумента.
4. Компаратор
4.1. Создание Компараторов
4.2. Компараторы в действии
Используя этот подход, мы можем переопределить естественный порядок :
Теперь давайте запустим наш PlayerRankingSorter, чтобы увидеть результат:
4.3. Компараторы Java 8
Java 8 предоставляет новые способы определения Компараторов с помощью лямбда-выражений и сравнения() статического заводского метода.
Давайте рассмотрим краткий пример того, как использовать лямбда-выражение для создания компаратора :
Метод Comparator.comparing принимает метод, вычисляющий свойство, которое будет использоваться для сравнения элементов, и возвращает соответствующий экземпляр Comparator :
Вы можете подробно изучить функциональность Java 8 в нашем руководстве по сравнению Java 8 Comparator.
5. Компаратор против сопоставимого
Интерфейс Comparable является хорошим выбором при использовании для определения порядка по умолчанию или, другими словами, если это основной способ сравнения объектов.
Есть несколько причин, по которым:
6. Избегайте трюка с вычитанием
В ходе этого урока мы использовали метод Integer.compare() для сравнения двух целых чисел. Можно возразить, что вместо этого мы должны использовать этот умный однострочный:
Хотя он намного более лаконичен по сравнению с другими решениями, он может стать жертвой переполнения целых чисел в Java :
Следовательно, несмотря на то, что мы ожидали, “Джон” стоит перед “Роджером” в отсортированной коллекции:
7. Заключение
В этом уроке мы изучили интерфейсы Comparable и Comparator и обсудили различия между ними.
Comparable и Comparator
Два новых интерфейса java.lang.Comparable и java.util.Comparator были добавлены в версии Java 5. Использование данных интерфейcов в своих приложениях позволяет упорядочивать (сортировать) данные.
Интерфейс Comparable
В интерфейсе Comparable объявлен только один метод compareTo (Object obj), предназначенный для упорядочивания объектов класса. Данный метод удобно использовать для сортировки списков или массивов объектов.
Метод compareTo (Object obj) сравнивает вызываемый объект с obj. В отличие от метода equals, который возвращает true или false, compareTo возвращает:
Если типы объектов не совместимы при сравнении, то compareTo (Object obj) может вызвать исключение ClassCastException. Необходимо помнить, что аргумент метода compareTo имеет тип сравниваемого объекта класса.
Обычные классы Byte, Short, Integer, Long, Double, Float, Character, String уже реализуют интерфейс Comparable.
Пример реализации интерфейса Comparable
Результат выполнения программы:
В примере значения сортируются сначала по полю str (по алфавиту), а затем по num в методе compareTo. Это хорошо видно по двум строкам с одинаковыми значения str и различными num. Чтобы изменить порядок сортировки значения str (в обратном порядке), необходимо внести небольшие изменения в метод compareTo.
Интерфейс Comparator : compare, compareTo
В интерфейсе Comparator объявлен метод compare (Object obj1, Object obj2), который позволяет сравнивать между собой два объекта. На выходе метод возвращает значение 0, если объекты равны, положительное значение или отрицательное значение, если объекты не тождественны.
Метод может вызвать исключение ClassCastException, если типы объектов не совместимы при сравнении. Простой пример реализации интерфейса Comparator:
Результат выполнения программы:
Усложним пример, и реализуем несколько видов сортировки. Для этого создадим класс Product с полями name, price и quantity.
Создадим два класса (SortedByName, SortedByPrice), реализующих интерфейс Comparator для сортировки объектов по названию и по цене :
Пример использования Arrays.sort :
Результат выполнения программы:
Для сортировки объектов были реализованы два независимых компаратора по наименованию и по цене (SortedByName и SortedByPrice). Сортировка выполняется с помощью класса Arrays, у которого есть метод sort. Данный метод в качестве второго аргумента принимает тип компаратора.
Можно использовать также метод sort класса Collections, который в качестве первого входного аргумента принимает список объектов:
Отличие интерфейсов Comparator и Comparable
Интерфейс Comparable используется только для сравнения объектов класса, в котором данный интерфейс реализован. Т.е. interface Comparable определяет логику сравнения объекта определенного ссылочного типа внутри своей реализации (по правилам разработчика).
Comparator представляет отдельную реализацию и ее можно использовать многократно и с различными классами. Т.е. interface Comparator позволяет создавать объекты, которые будут управлять процессом сравнения (например при сортировках).
Руководство по компаратору Java 8.сравнение()
Практическое руководство по статическим функциям и методам экземпляра сопоставимого интерфейса, которые были представлены в Java 8.
1. Обзор
2. Начало работы
2.1. Пример класса Бобов
Для примеров в этой статье давайте создадим Employee bean и будем использовать его поля для сравнения и сортировки:
2.2. Наши Данные Тестирования
Давайте также создадим массив сотрудников, который будет использоваться для хранения результатов нашего типа в различных тестовых случаях на протяжении всей статьи:
Первоначальное упорядочение элементов сотрудников будет:
На протяжении всей статьи мы будем сортировать выше Employee массив, используя различные функции.
Для тестовых утверждений мы будем использовать набор предварительно отсортированных массивов, которые мы сравним с нашими результатами сортировки (т. Е. массивом employees ) для различных сценариев.
Давайте объявим несколько из этих массивов:
Как всегда, не стесняйтесь обращаться к нашей ссылке GitHub для получения полного кода.
3. Использование компаратора.
В этом разделе рассматриваются варианты функции Comparator.comparing static.
3.1. Вариант выбора Ключа
Функция Comparator.comparing static принимает ключ сортировки Function и возвращает Comparator для типа, содержащего ключ сортировки:
Чтобы увидеть это в действии, давайте использовать поле name в Employee в качестве ключа сортировки и передадим ссылку на его метод в качестве аргумента типа Function. Компаратор , возвращенный из того же самого, используется для сортировки:
Как вы можете видеть, значения массива employees сортируются по имени в результате сортировки:
3.2. Выбор ключа и Вариант компаратора
Как вы можете видеть, результаты сортируются в порядке убывания по имени :
3.3. Использование компаратора.
Результаты сортируются в порядке убывания по имени :
3.4. Использование компаратора.
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки:
3.5. Использование компаратора.
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки с mobile в качестве ключа:
3.6. Использование компаратора.
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки с зарплатой в качестве ключа сортировки:
4. Учет естественного порядка в компараторе
4.1. Использование Естественного порядка
Функция естественный порядок возвращает Компаратор для типа возврата, указанного в подписи:
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки:
4.2. Использование Обратного Естественного Порядка
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки:
5. Учет нулевых значений в компараторе
5.1. Сначала Рассмотрим Null
Давайте случайным образом вставим null значения в массив employees :
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки:
5.2. Считать Нулевым Последнее
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки:
6. Использование компаратора.
Функция thenComparing позволяет настроить лексикографическое упорядочение значений, предоставив несколько ключей сортировки в определенной последовательности.
Давайте рассмотрим другой массив класса Employee :
Рассмотрим следующую последовательность элементов в приведенном выше массиве:
Давайте запишем последовательность сравнений как возраст с последующим именем и посмотрим порядок этого массива:
Давайте посмотрим, как упорядочиваются значения массива employees после сортировки:
Аналогично, существуют функции then Comparing Long и then Comparing Double для использования long и double ключей сортировки.
7. Заключение
Интерфейс Comparable в java
В языке программирования Java интерфейс используется для определения поведения, которое должны реализовывать классы. Мир Java предлагает нам два таких интерфейса: Comparable и Comparator. Comparable в Java используется для сортировки объектов с естественным упорядочением, а Comparator в Java используется для сортировки атрибутов различных объектов.
Как следует из названия, Comparable – это интерфейс, который определяет способ сравнения объекта с другими объектами того же типа. Это помогает сортировать объекты, которые имеют тенденцию сортировать себя, т.е. объекты должны знать, как упорядочить себя.
Например: номер, возраст, зарплата. Этот интерфейс находится в пакете java.lang и содержит только один метод CompareTo(). Comparable не способен самостоятельно сортировать объекты, но интерфейс определяет метод int compareTo(), который отвечает за сортировку.
Что такое метод сравнения и как он используется?
Этот метод используется для сравнения данного объекта с текущим объектом. Метод compareTo() возвращает значение типа int. Значение может быть положительным, отрицательным или нулевым. Итак, теперь мы хорошо знакомы с теоретическими знаниями интерфейса Comparable в Java и метода CompareTo.
Давайте попробуем понять процесс реализации. Сначала посмотрим, как реализовать Comparable.
Java Comparable пример
В приведенном выше примере я создал класс Student с двумя полями: имя и возраст. Класс Student реализует интерфейс Comparable и переопределяет метод CompareTo. Этот метод сортирует экземпляры класса Student по возрасту.
Как реализовать Comparator в Java
Вот пример использования Comparator в Java:
Сначала я создал школу, которая состоит из имени и возраста учеников. После этого я создал еще один класс, SortSchools, для реализации интерфейса Comparator, который выполняет задачу наведения порядка между экземплярами первого класса, названного School, в соответствии с количеством учеников.
1 комментарий к “Интерфейс Comparable в java”
Добрый день.
В примере на Comparable, методе main перепутаны класс Person и Student.
Исправьте.