Java 从入门到进阶之路（二十五）

在之前的文章我们介绍了一下 Java 中的  集合框架中的Collection 的子接口 List的 增删改查和与数组间相互转换的方法，本章我们来看一下 Java 集合框架中的Collection 的子接口 List 的另外一些方法。

我们在使用集合的时候难免会对其中的元素进行排序，因为 Set 集合本身是无序的，所以本章将着重讲解 List 集合，如下：

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collections;
 import java.util.List;
 import java.util.Random;

 /**
  * 排序集合元素
  * 排序集合使用的是集合的工具类 Collections 的静态方法 sort
  * 排序仅能对 List 集合进行，因为 Set 部分实现类是无序的
  * */
 public class Main {
     public static void main(String[] args) {
         List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
         Random random = new Random();
         for(int i=0;i<10;i++){
             list.add(random.nextInt(100));
         }
         System.out.println(list); // [49, 24, 29, 59, 56, 1, 1, 5, 49, 60]

         Collections.sort(list);
         System.out.println(list); // [1, 1, 5, 24, 29, 49, 49, 56, 59, 60]
     }
 }

在上面的代码中，我们随机生成了一些正数并添加到 List 集合中，我们通过 sort 方法，系统变自动按照自然数的排列方法为我们做好了排序，很是方便，那如果 List 中使我们自己定义的内容，比如说一个类，那该如何排序呢，如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * 排序集合元素
 * 排序集合使用的是集合的工具类 Collections 的静态方法 sort
 * 排序仅能对 List 集合进行，因为 Set 部分实现类是无序的
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Point> list = new ArrayList<Point>();
        list.add(new Point(1, 2));
        list.add(new Point(2, 3));
        list.add(new Point(4, 2));
        list.add(new Point(2, 5));
        list.add(new Point(9, 3));
        list.add(new Point(7, 1));
        System.out.println(list); // [(1, 2), (2, 3), (4, 2), (2, 5), (9, 3), (7, 1)]
        // Collections.sort(list); // 编译错误，不知道 Point 排序规则
        /**
         * sort 方法要求集合必须实现 Comparable 接口
         * 该接口用于规定实现类事可以比较的
         * 其中一个 compareTo 方法时用来定义比较大小的规则
         * */
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list); // [(1, 2), (2, 3), (4, 2), (2, 5), (7, 1), (9, 3)]

    }
}

class Point implements Comparable<Point> { // 定义为泛型 T 类型
    private int x;
    private int y;

    public Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public int getX() {
        return x;
    }

    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }

    public int getY() {
        return y;
    }

    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "(" + x + ", " + y + ")";
    }

    /**
     * 当实现了 Comparable 接口后，需要重写下面的方法
     * 该方法的作用是定义当前对象与给定参数对象比较大小的规则
     * 返回值为一个 int 值，该值表示大小关系
     * 它不关注具体的取值是多少，而关注的是取值范围
     * 当返回值 >0 时：当前对象不参数对象大
     * 当返回值 <0 时：当前对象比参数对象小
     * 当返回值 =0 时：两个对象相等
     */
    @Override
    public int compareTo(Point o) {
        /**
         * 比较规则，点到原点的距离长的打
         * */
        int len = this.x * this.x + this.y * this.y;
        int olen = o.x * o.x + o.y * o.y;
        return len - olen;
    }
}

在上面的代码中，我们跟之前一样定义了一个 Point 类，然后实例化后存入 list 集合中，如果我们相对 Point 进行排序，如果直接调用 sort 方法会报错，这是由于编译器不知道我们定义的 Point 类的排序规则，所以我们需要通过接口 Comparable 接口来自定义排序规则，如下图：

我们可以通过坐标系中点到原点的距离来判断 Point 的大小，即 x*x+y*y 的大小，然后通过重写 compareTo 方法来实现 sort 。

实际上虽然能实现，但是并不理想，为了实现一个 sort 方法，要求我们的集合元素必须实现 Comparable 接口并且定义比较规则，这种我们想使用某个功能，而它要求我们修改程序的现象称为“侵入性”。修改的代码越多，侵入性越强，越不利于程序的扩展。

我们再来看一下下面的排序：

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collections;
 import java.util.List;

 public class Main {
     public static void main(String[] args) {
         List<String> list1 = new ArrayList<String>();
         list1.add("Java");
         list1.add("c++");
         list1.add("Python");
         list1.add("PHP");
         Collections.sort(list1);
         System.out.println(list1); // [Java, PHP, Python, c++]

         List<String> list2 = new ArrayList<String>();
         list2.add("孙悟空");
         list2.add("猪八戒");
         list2.add("唐僧");
         list2.add("六小龄童");
         Collections.sort(list2);
         System.out.println(list2); // [六小龄童, 唐僧, 孙悟空, 猪八戒]

     }
 }

在上面的排序中，当我们对字母或汉字进行排序时，其实是比的第一个字的 Unicode 码，那如果我们不使用 Comparable 的接口该如何自定义我们想要的实现规则呢？比如根据字符串的长度来进行排序，其实 sort 有一个额外的重载方法来实现我们想要的结果，如下：

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collections;
 import java.util.Comparator;
 import java.util.List;

 public class Main {
     public static void main(String[] args) {
         /**
          * 重载的 sort 方法要求传入一个额外的比较器
          * 该方法不再要求集合元素必须实现 Comparable 接口
          * 并且不再使用集合元素资深的比较规则排序了
          * 而是根据给定的这个额外的比较器的比较规则对集合元素进行排序
          * 实际开发中也推荐使用这种方式进行集合元素排序
          * 若集合元素是自定义的
          * 创建比较器时推荐使用匿名内部类的形式
          */
         List<String> list1 = new ArrayList<String>();
         list1.add("Java");
         list1.add("c++");
         list1.add("Python");
         list1.add("PHP");
         MyComparator myComparator1 = new MyComparator();
         Collections.sort(list1, myComparator1); // 重载 sort
         System.out.println(list1); // [c++, PHP, Java, Python]

         List<String> list2 = new ArrayList<String>();
         list2.add("孙悟空");
         list2.add("猪八戒");
         list2.add("唐僧");
         list2.add("六小龄童");
         // 匿名内部类形式创建
         Comparator<String> myComparator2 = new Comparator<String>() {
             @Override
             public int compare(String o1, String o2) {
                 return o1.length() - o2.length();
             }
         };
         Collections.sort(list2, myComparator2); // 重载 sort
         System.out.println(list2); // [唐僧, 孙悟空, 猪八戒, 六小龄童]

     }
 }

 /**
  * 定义一个额外的比较器
  * 该方法用来定义 o1 和 o2 的比较
  * 若返回值 >0：o1>o2
  * 若返回值 <0：o1<o2
  * 若返回值 =0：两个对象相等
  */
 class MyComparator implements Comparator<String> {
     @Override
     public int compare(String o1, String o2) {
         /**
          * 字符串中字符多的大
          * */
         return o1.length() - o2.length();
     }
 }