Java 集合排序策略接口 Comparator

1. 前言

最近用到了集合排序（基于 Java 8）。现在我能用 Stream 的就用 Stream ，真香！排序可以这么写：

List<People> peoples = new ArrayList<>();
  // 中间省略
  // 按照年龄从小到大排序
peoples.sort(Comparator.comparing(People::getAge));

这里排序用到了一个关键接口 java.util.Comparator。排序比较作为业务中经常出现的需求，我们有必要研究一下这个接口。

2. Comparator 概念

Comparator 是一个函数式接口。它经常用于没有天然排序的集合进行排序，如 Collections.sort 或 Arrays.sort。或者对于某些有序数据结构的排序规则进行声明，如 TreeSet 、TreeMap 。也就是该接口主要用来进行集合排序。

3. Comparator 中的方法

Comparator 作为一个函数式接口只有一个抽象方法,但是它有很多的默认方法，我们来认识一下这些方法们。

3.1 compare 抽象方法

作为Comparator 唯一的抽象方法，int compare(T o1,T o2) 比较两个参数的大小，返回负整数，零，正整数，分别代表 o1<o2、o1=o2、o1>o2，通常分别返回 -1、0 或 1。伪表达式：

// 输入两个同类型的对象 ，输出一个比较结果的int数字
(x1,x2)-> int

实现该方法一定要注意以下事项：

必须保证compare(x,y) 和compare(y,x) 的值的和必须为 0 。
必须保证比较的顺序关系是可传递的，如果compare(x,y)>0 而且compare(y,z)>0 则 compare(x,z)>0。
如果存在 compare(x,y)=0，则对于 z 而言，存在 compare(x, z)==compare(y, z)。

然而并不严格要求(compare(x, y)==0) == (x.equals(y))。一般说来，任何违背这个条件的 Comparator 实现都应该明确指出这一事实情况。

3.2 comparing 系列方法

从 Java 8 开始，Comparator 提供了一系列的静态方法，并通过函数式的风格赋予 Comparator 更加强大和方便的功能，我们暂且称它们为 comparing系列方法。

   public static <T, U> Comparator<T> comparing(
            Function<? super T, ? extends U> keyExtractor,
            Comparator<? super U> keyComparator)
    {
        Objects.requireNonNull(keyExtractor);
        Objects.requireNonNull(keyComparator);
        return (Comparator<T> & Serializable)
            (c1, c2) -> keyComparator.compare(keyExtractor.apply(c1),
                                              keyExtractor.apply(c2));
    }

该方法是该系列方法的基本方法。是不是看上去很难懂的样子？我们来分析一下该方法。它一共两个参数都是函数式接口。

第一个参数 Function<? super T, ? extends U> keyExtractor 表示输入一个是 T 类型对象，输出一个 U 类型的对象，举个例子，输入一个 People 对象返回其年龄 Integer 数值：

//   people -> people.getAge(); 转换为下面方法引用
Function<People, Integer> getAge = People::getAge;

第二个参数 keyComparator就很好理解了，表示使用的比较规则。

对 c1,c2 按照第一个参数 keyExtractor 提供的规则进行提取特征，然后第二个参数keyComparator对这两个特征进行比较。下面的式子其实可以概括为 3.1 的 (x1,x2)-> int

(c1, c2) -> keyComparator.compare(keyExtractor.apply(c1),
                                              keyExtractor.apply(c2))

Comparator<T> & Serializable 为 Java 8 新特性:同时满足这两个类型约束

理解了这个方法后，其它该系列的方法就好理解了，这里不再赘述。目前 comparing 系列方法使用更加广泛。我们举一些例子：

List<People> peoples = new ArrayList<>();
//  ………………
// 按照年龄从低到高排序
peoples.sort(Comparator.comparing(People::getAge));
// 按照年龄从高到低排序
peoples.sort(Comparator.comparing(People::getAge, (x, y) -> -x.compareTo(y)));

同样你可以使用 java.util.Collections 或者 Stream 提供的排序方法来使用Comparator。

4. 小结

今天对 Comparator进行了简单的分析，它用于构建集合排序的规则，在日常开发中非常有用。下一篇我们将对另一个和它十分相似的接口 Comparable 进行分析和比较它们的不同，敬请关注。

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