JavaSE java对象的比较

news2024/11/25 20:21:28

目录

  • 1 问题提出
  • 2 元素的比较
    • 2.1 基本类型的比较
    • 2.2 对象的比较
  • 3 对象的比较
    • 3.1 覆写基类的equal
    • 3.2 基于Comparble接口类的比较
    • 3.3 基于比较器比较
    • 3.4 三种方式对比
  • 4 集合框架中PriorityQueue的比较方式
  • 5 总结

1 问题提出

上节课我们讲了优先级队列,优先级队列在插入元素时有个要求:插入的元素不能是null或者元素之间必须要能够进行比较,为了简单起见,我们只是插入了Integer类型,那优先级队列中能否插入自定义类型对象呢?
比如下面的代码会运行报错:

import java.util.*;
class Card {
   public int rank; // 数值
   public String suit; // 花色
   public Card(int rank, String suit) {
      this.rank = rank;
      this.suit = suit;
   }
    @Override
    public String toString() {
        return "Card{" +
                "rank=" + rank +
                ", suit='" + suit + '\'' +
                '}';
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♦");
        Card card2 = new Card(2,"♦");
        Card card3 = new Card(3,"♦");
        PriorityQueue<Card> p = new PriorityQueue<>();
        p.offer(card2);
        p.offer(card1);
        System.out.println(p);
}
    }

报错原因:优先级队列底层使用堆,而向堆中插入元素时,为了满足堆的性质,必须要进行元素的比较,而此时Card是没有办法直接进行比较的,因此抛出异常。在这里插入图片描述

2 元素的比较

2.1 基本类型的比较

在Java中,基本类型的对象可以直接比较大小。具体代码示例如下所示:

import java.util.*;
public class TestDemo {
   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);
  
      PriorityQueue<Integer> qu = new PriorityQueue<>();
      qu.offer(1);
      qu.offer(2);
      }
}

2.2 对象的比较

具体代码示例如下所示:

import java.util.*;
class Card {
   public int rank; // 数值
   public String suit; // 花色
   public Card(int rank, String suit) {
      this.rank = rank;
      this.suit = suit;
   }
    @Override
    public String toString() {
        return "Card{" +
                "rank=" + rank +
                ", suit='" + suit + '\'' +
                '}';
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♦");
        Card card2 = new Card(1,"♦");
        Card card3 = card1;
        //System.out.println(card1 > card3);编译报错
        System.out.println(card1 == card2);// 编译成功 ----> 打印false,因为card1和card2指向的是不同对象
        //System.out.println(card1 < card2); // 编译报错
        System.out.println(card1 == card3); // 编译成功 ----> 打印true,因为c1和c3指向的是同一个对象
 }
    }

其中card1、card2和card3分别是Card类型的引用变量,上述代码在比较编译时:c1 > c2 编译失败;c1== c2 编译成功;c1 < c2 编译失败。
从编译结果可以看出,Java中引用类型的变量不能直接按照 > 或者 < 方式进行比较。 那为什么== 可以比较?
因为对于用户实现自定义类型,都默认继承自Object类,而Object类中提供了equal方法,而==默认情况下调用的就是equal方法,但是该方法的比较规则是:没有比较引用变量引用对象的内容,而是直接比较引用变量的地址,但有些情况下该种比较就不符合题意。
下面是Object中equal的实现代码:

// Object中equal的实现,可以看到:直接比较的是两个引用变量的地址
public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

3 对象的比较

有些情况下,需要比较的是对象中的内容,比如:向优先级队列中插入某个对象时,需要对按照对象中内容来调整堆,那该如何处理呢?

3.1 覆写基类的equal

具体代码示例如下所示:

import java.util.*;
class Card {
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Card{" +
                "rank=" + rank +
                ", suit='" + suit + '\'' +
                '}';
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Card card = (Card) o;
        return rank == card.rank &&
                Objects.equals(suit, card.suit);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(rank, suit);
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♦");
        Card card2 = new Card(1,"♦");
        Card card3 = new Card(3,"♦");
        //System.out.println(card21 > card23);编译报错
        System.out.println(card1 == card2);

        System.out.println(card1.equals(card2));//这里调用的是object的equals方法,所以这里比较的是引用所指向的对象是不是同一个,所以我们这里应该返回的是false,因为这是两个对象
        //但是在我们的认知中,此时的card1和card2应该是一样的,所以我们需要重写equals方法

//        String str = "fsafsa";
//        String str2 = "fsafsafasffa";
//        System.out.println(str.equals(str2));
    }
}

注意,一般覆写 equals 方法的套路就是上面演示的:

  1. 如果指向同一个对象,返回 true;
  2. 如果传入的为 null,返回 false;
  3. 如果传入的对象类型不是 Card,返回 false;
  4. 按照类的实现目标完成比较,例如这里只要花色和数值一样,就认为是相同的牌;
  5. 注意下调用其他引用类型的比较也需要 equals,例如这里的card1.equals(card2)比较覆写基类equal的方式虽然可以比较,但缺陷是:equal只能按照相等进行比较,不能按照大于、小于的方式进行比较。

3.2 基于Comparble接口类的比较

Comparble是JDK提供的泛型的比较接口类,源码实现具体如下:

public interface Comparable<E> {
    // 返回值:
    // < 0: 表示 this 指向的对象小于 o 指向的对象
    // == 0: 表示 this 指向的对象等于 o 指向的对象
    // > 0: 表示 this 指向的对象等于 o 指向的对象
    int compareTo(E o);
}

对用用户自定义类型,如果要想按照大小与方式进行比较时:在定义类时,实现Comparble接口即可,然后在类中重写compareTo方法。
具体代码示例如下所示:

import java.util.*;
class Card implements Comparable<Card>{
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Card{" +
                "rank=" + rank +
                ", suit='" + suit + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Card o) {
        return this.rank-o.rank;
    }
}

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♦");
        Card card2 = new Card(1,"♦");
        Card card3 = new Card(3,"♦");
 
        System.out.println(card1.compareTo(card2));
      }
    }

Compareble是java.lang中的接口类,可以直接使用。

3.3 基于比较器比较

按照比较器方式进行比较,具体步骤如下:

  1. 用户自定义比较器类,实现Comparator接口:
public interface Comparator<T> {
     // 返回值:
     // < 0: 表示 o1 指向的对象小于 o2 指向的对象
     // == 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
     // > 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
     int compare(T o1, T o2);
}

注意: 区分Comparable和Comparator。

  1. 覆写Comparator中的compare方法:
import java.util.*;
class Card {
   public int rank; // 数值
   public String suit; // 花色
   public Card(int rank, String suit) {
      this.rank = rank;
      this.suit = suit;
   }
    @Override
    public String toString() {
        return "Card{" +
                "rank=" + rank +
                ", suit='" + suit + '\'' +
                '}';
    }
}
class RankComparator implements Comparator<Card2>{
    @Override
    public int compare(Card2 o1, Card2 o2) {
        return o1.rank-o2.rank;
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Card2 card21 = new Card2(1,"♦");
        Card2 card22 = new Card2(2,"♦");
        Card2 card23 = new Card2(3,"♦");
        PriorityQueue<Card2> qu = new PriorityQueue<>(new RankComparator());
        qu.offer(card22);
        qu.offer(card21);
        qu.offer(card23);
        System.out.println(qu);
    }

注意: Comparator是java.util 包中的泛型接口类,使用时必须导入对应的包。

3.4 三种方式对比

覆写的方法说明
Object.equals因为所有类都是继承自 Object 的,所以直接覆写即可,不过只能比较相等与否
Comparable.compareTo需要手动实现接口,侵入性比较强,但一旦实现,每次用该类都有顺序,属于内部顺序
Comparator.compare需要实现一个比较器对象,对待比较类的侵入性弱,但对算法代码实现侵入性强

对于Comparable接口和比较器Comparator可以借助博客https://blog.csdn.net/weixin_51312723/article/details/128290353中的8.3节“常见的接口实例”进行详细了解。

4 集合框架中PriorityQueue的比较方式

集合框架中的PriorityQueue底层使用堆结构,因此其内部的元素必须要能够比大小,PriorityQueue采用了:Comparble和Comparator两种方式。

  1. Comparble是默认的内部比较方式,如果用户插入自定义类型对象时,该类对象必须要实现Comparble接口,并覆写compareTo方法
  2. 用户也可以选择使用比较器对象,如果用户插入自定义类型对象时,必须要提供一个比较器类,让该类实现Comparator接口并覆写compare方法。

下面是JDK中PriorityQueue实现的源代码:

// JDK中PriorityQueue的实现:
public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements java.io.Serializable {
     // ...
     // 默认容量
     private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 11;

     // 内部定义的比较器对象,用来接收用户实例化PriorityQueue对象时提供的比较器对象
     private final Comparator<? super E> comparator;

     // 用户如果没有提供比较器对象,使用默认的内部比较,将comparator置为null
     public PriorityQueue() {
           this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null);
      }
 
     // 如果用户提供了比较器,采用用户提供的比较器进行比较
     public PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator<? super E> comparator) {
          // Note: This restriction of at least one is not actually needed,
          // but continues for 1.5 compatibility
          if (initialCapacity < 1)
             throw new IllegalArgumentException();
          this.queue = new Object[initialCapacity];
          this.comparator = comparator;
        }

     // ...
     // 向上调整:
     // 如果用户没有提供比较器对象,采用Comparable进行比较
     // 否则使用用户提供的比较器对象进行比较
     private void siftUp(int k, E x) {
         if (comparator != null)
            siftUpUsingComparator(k, x);
         else
            siftUpComparable(k, x);
      }

     // 使用Comparable
     @SuppressWarnings("unchecked")
     private void siftUpComparable(int k, E x) {
          Comparable<? super E> key = (Comparable<? super E>) x;
          while (k > 0) {
              int parent = (k - 1) >>> 1;
              Object e = queue[parent];
              if (key.compareTo((E) e) >= 0)
                 break;
              queue[k] = e;
              k = parent;
        }
              queue[k] = key;
        }

      // 使用用户提供的比较器对象进行比较
      @SuppressWarnings("unchecked")
      private void siftUpUsingComparator(int k, E x) {
          while (k > 0) {
             int parent = (k - 1) >>> 1;
             Object e = queue[parent];
             if (comparator.compare(x, (E) e) >= 0)
                 break;
             queue[k] = e;
             k = parent;
        }
             queue[k] = x;
       }}

5 总结

这篇内容的所有代码如下所示:

import java.util.*;
class Card implements Comparable<Card>{
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Card{" +
                "rank=" + rank +
                ", suit='" + suit + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Card o) {
        return this.rank-o.rank;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Card card = (Card) o;
        return rank == card.rank &&
                Objects.equals(suit, card.suit);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(rank, suit);
    }
}

class Card2{
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card2(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Card2{" +
                "rank=" + rank +
                ", suit='" + suit + '\'' +
                '}';
    }
}

class RankComparator implements Comparator<Card2>{
    @Override
    public int compare(Card2 o1, Card2 o2) {
        return o1.rank-o2.rank;
    }
}

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♦");
        Card card2 = new Card(1,"♦");
        Card card3 = new Card(3,"♦");
        //System.out.println(card21 > card23);编译报错
        System.out.println(card1.compareTo(card2));
        System.out.println(card1 == card2);

        System.out.println(card1.equals(card2));//这里调用的是object的equals方法,所以这里比较的是引用所指向的对象是不是同一个,所以我们这里应该返回的是false,因为这是两个对象
        //但是在我们的认知中,此时的card1和card2应该是一样的,所以我们需要重写equals方法

//        String str = "fsafsa";
//        String str2 = "fsafsafasffa";
//        System.out.println(str.equals(str2));
    }
    public static void main13(String[] args) {
        PriorityQueue<Integer> qu = new PriorityQueue<>();
        qu.offer(1);
        qu.offer(2);
    }
    public static void main12(String[] args) {
        Card2 card21 = new Card2(1,"♦");
        Card2 card22 = new Card2(2,"♦");
        Card2 card23 = new Card2(3,"♦");
        PriorityQueue<Card2> qu = new PriorityQueue<>(new RankComparator());
        qu.offer(card22);
        qu.offer(card21);
        qu.offer(card23);
        System.out.println(qu);
    }
    public static void main11(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♦");
        Card card2 = new Card(2,"♦");
        Card card3 = new Card(3,"♦");
        PriorityQueue<Card> p = new PriorityQueue<>();
        p.offer(card2);
        p.offer(card1);
        System.out.println(p);

        Card2 card21 = new Card2(1,"♦");
        Card2 card22 = new Card2(2,"♦");
        Card2 card23 = new Card2(3,"♦");
        PriorityQueue<Card2> qu = new PriorityQueue<>(new Comparator<Card2>() {
            @Override
            public int compare(Card2 o1, Card2 o2) {
                return o1.rank-o2.rank;
            }
        });
        qu.offer(card22);
        qu.offer(card21);
        qu.offer(card23);
        System.out.println(qu);
    }}

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目录 1 什么是xlwt 2 导入xlwt 3 相关语法 3.1 创建新的workbook 3.2 创建新的sheet 3.3 保存workbook 4 python里表格的形式 4.1 矩阵 4.2 EXCEL的数据形式 完全等于矩阵的数字结构 4.3 python里矩阵 5 具体代码 5.1 代码 5.2 结果 5.3 要注意的问题 5.3.1 不能…

PostgreSQL manual

set path D:\DB\PostgreSQL\16\binconnect to database –h is host name -p is port number -d is database name -U is for user name psql -h localhost -p 5432 -d postgres -U postgresexport dump file 參考 pg_dump -h 192.168.1.1 -U uesername dbname > dbna…

项目实现思路-建设工程监理现场用表管理系统

项目实现思路-建设工程监理现场用表管理系统 文章目录 项目实现思路-建设工程监理现场用表管理系统1.架构&#xff08;B/S&#xff09;2.主要功能3.**技术细节**3.1 总体概要3.2 **技术细节之流程审批**3.3 **技术细节之电子签名和公章** 1.架构&#xff08;B/S&#xff09; 系…

期中成绩怎么发布?

作为一名老师&#xff0c;期中考试结束后&#xff0c;你可能正在为如何发布成绩而烦恼。传统的纸质方式不仅耗时而且容易出错&#xff0c;那么有没有一种方式可以让学生自助查询成绩呢&#xff1f;答案是肯定的。下面就为你介绍几种实用的方法&#xff0c;让成绩发布变得轻松又…

2024天津理工大学中环信息学院专升本机械设计制造自动化专业考纲

2024年天津理工大学中环信息学院高职升本科《机械设计制造及其自动化》专业课考试大纲《机械设计》《机械制图》 《机械设计》考试大纲 教 材&#xff1a;《机械设计》&#xff08;第十版&#xff09;&#xff0c;高等教育出版社&#xff0c;濮良贵、陈国定、吴立言主编&#…

代码随想录算法训练营第四十二天 | LeetCode 1049. 最后一块石头的重量 II、494. 目标和、474. 一和零

代码随想录算法训练营第四十二天 | LeetCode 1049. 最后一块石头的重量 II、494. 目标和、474. 一和零 文章链接&#xff1a;最后一块石头的重量 II 目标和 一和零 视频链接&#xff1a;最后一块石头的重量 II 目标和 一和零 1. LeetCode 1049. 最后一块石头的重量 II 1.1 思路…

四川天蝶电子商务有限公司:短视频运营怎么样?

短视频是一种以短小精悍的内容来吸引用户的新型媒体形式&#xff0c;近年来在社交网络平台上迅速走红&#xff0c;成为当今互联网世界的新宠。然而&#xff0c;要想成功运营短视频&#xff0c;需要借助一系列的策略和技巧&#xff0c;通过精心的规划和执行&#xff0c;才能够吸…