《Java初阶数据结构》----8.＜java对象的比较总结＞

前言

一、Java对象的比较

1.1基本类型的比较

1.2 对象比较的问题（==与equals）

1.3对象的比较（三种常用方式）

1.重写equals方法

2.基于Comparble接口类的比较

3.基于比较器比较（Comparator接口）

三种方式对比

二、集合框架中PriorityQueue的比较方式

2.1 PriorityQueue中插入对象

2.2 PriorityQueue采用的Comparble和Comparator两种方式。

三、使用PriorityQueue创建大小堆，解决TOPK问题

前言

大家好，我目前在学习java。之前也学了一段时间，但是没有发布博客。时间过的真的很快。我会利用好这个暑假，来复习之前学过的内容，并整理好之前写过的博客进行发布。如果博客中有错误或者没有读懂的地方。热烈欢迎大家在评论区进行讨论！！！

喜欢我文章的兄弟姐妹们可以点赞，收藏和评论我的文章。喜欢我的兄弟姐妹们以及也想复习一遍java知识的兄弟姐妹们可以关注我呦，我会持续更新滴，
望支持！！！！！一起加油呀！！！！

语言只是工具，不能决定你好不好找工作，决定你好不好找工作的是你的能力！！！

学历本科及以上就够用了！！！

本篇博客主要讲解Java基础语法中的、

1.java中对象的比较

基本类型的比较、对象比较的问题（==与equals）、对象的比较（三种常用方式）

2.集合框架中PriorityQueue的比较方式采用的Comparble和Comparator两种方式。

3.使用PriorityQueue创建大小堆，解决TOPK问题

一、Java对象的比较

1.1基本类型的比较

我们知道基本类型的数据可以直接比较大小

比较整型

        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a > b);
        System.out.println(a < b);
        System.out.println(a == b);

运行结果

false
true
false

比较字符型

        char c1 = 'A';
        char c2 = 'B';
        System.out.println(c1 > c2);
        System.out.println(c1 < c2);
        System.out.println(c1 == c2);

运行结果

false
true
false

比较布尔型

        boolean b1 = true;
        boolean b2 = false;
        System.out.println(b1 == b2);
        System.out.println(b1 != b2);

运行结果

false
true

1.2 对象比较的问题（==与equals）

我们定义一张卡牌，第一张是红桃1的牌。第二张是红桃2牌。

第三张与第一张一样是红桃1。

class Card{
    public int rank;//数值
    public String suit;//花色

    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♥");
        Card card2 = new Card(2,"♥");
        Card card3 =card1;
        System.out.println(card1 == card2);
        System.out.println(card1 == card3);
    }
}
//运行结果
false
true

card1和card2指向不同的对象。因此打印false。（哈希值不同）

card1和card3是指向同一个对象因此打印true（哈希值相同）

注意：我们不能使用大于号、小于号去比较。

因为Java中引用类型的变量不能直接按照 > 或者 < 方式进行比较。会编译报错。

可以使用==去比较，是因为用户实现自定义类型默认继承自Object类，而Object类中提供了equal方法，而==默认情况下调用的就是equals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（也就是哈希值）

Object中equals的实现源码。

//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);
}

1.3对象的比较（三种常用方式）

1.重写equals方法

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？

我们需要重写父类的equals方法。

如下代码中，我们在Card类中重写父类Object的equals方法。

this的含义。this是本类Card的类型。而谁调用了这个方法，this就是谁的引用。

我们通过
return this.rank == c.rank && this.suit.equals(c.suit);
这个来比较对象里面的内容。

注意基本类型可以直接比较，但引用类型最好调用其equal方法。如比较字符串suit我们最好使用equals。而不是==。

因为 == 用于检查两个字符串变量是否引用同一个对象。String类的equals方法用来比较字符串的内容。。

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 boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj){
            return true;
        }
        //如果obj为null或者obj不是Card的子类。返回false
        if ((obj == null || !(obj instanceof Card))){
            return false;
        }
        Card c = (Card) obj;
        //this的含义。this本类Card的类型。而谁调用了这个方法，this就是谁的引用。
        return this.rank == c.rank && this.suit.equals(c.suit);
        //我们通过return这个来比较对象里面的内容。
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(1,"♥");
        Card card2 = new Card(1,"♥");
        Card card3 = new Card(2,"♥");
        Card card4 =card1;
        System.out.println(card1 == card2);
        System.out.println(card1.equals(card2));
        System.out.println(card1.equals(card3));
        System.out.println(card1.equals(card4));
    }
}
//运行结果
false
true
false

运行结果：

1.card1和card2。使用==比较。对象里面的内容虽然相同但是，引用地址不同。因此第一个是false。

2.card1和card2。使用我们重写的equals比较。对象里面的内容相同，因此返回true。

3.card1和card3。使用我们重写的equals比较。对象内容不同因此返回false

注：

一般重写 equals 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

重写基类equal的方式虽然可以比较，但缺陷是：equals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。

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<T> {
    public int compareTo(T o);
}
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 指向的对象大于 o 指向的对象

对用用户自定义类型，如我们的Card类。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。代码如下：

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;
    }

    //这里我们根据数值比较。不管花色。
    @Override
    public int compareTo(Card o) {
        if (o == null){
            return 1;//>0.表示 this 指向的对象大于 o 指向的对象
        }

        return this.rank - o.rank;
        //>0.表示 this 指向的对象大于 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 指向的对象小于 o 指向的对象
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(2,"♥");
        Card card2 = new Card(1,"♥");
        Card card3 = new Card(3,"♥");
        Card card4 = new Card(3,"♥");
        System.out.println(card1.compareTo(card2));
        System.out.println(card1.compareTo(card3));
        System.out.println(card3.compareTo(card4));
    }
}
//运行结果：
1 //表示card1更大
-1 //表示card2更大
0 //表示card3和card4一样大

注意：

1.如下代码，是泛型比较，别忘了<Card>。
class Card implements Comparable<Card>
Compareble是java.lang中的接口类，可以直接使用。不需要导入包。

3.基于比较器比较（Comparator接口）

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。Comparator接口比较的源码如下：
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 指向的对象大于 o2 指向的对象
    int compare(T o1, T o2);
}
2.与Comparble接口的比较方法的返回值类似。

3.重写Comparator中的compare方法
    @Override
    public int compare(Card o1, Card o2) {
        if(o1 == o2){
            return 0;
        }
        if (o1 == null){
            return -1;
        }
        if(o2 == null){
            return 1;
        }
        return o1.rank-o2.rank;
    }
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。

完整代码如下：

class Card{
    public int rank;//数值
    public String suit;//花色

    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }

}
//定义一个比较器类，专门实现Card的比较
class CardComparator implements Comparator<Card> {
    @Override
    public int compare(Card o1, Card o2) {
        if(o1 == o2){
            return 0;
        }
        if (o1 == null){
            return -1;
        }
        if(o2 == null){
            return 1;
        }
        return o1.rank-o2.rank;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Card card1 = new Card(2,"♥");
        Card card2 = new Card(1,"♥");
        Card card3 = new Card(3,"♥");
        Card card4 = new Card(3,"♥");

        //定义比较器对象
        CardComparator comparator = new CardComparator();

        System.out.println(comparator.compare(card1,card2));
        System.out.println(comparator.compare(card1,card3));
        System.out.println(comparator.compare(card3,card4));
    }
}
//运行结果
1//表示card1 > card2
-1//表示card1 < card3
0//表示card3 = card4

三种方式对比

二、集合框架中PriorityQueue的比较方式

2.1 PriorityQueue中插入对象

上一篇文章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？

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。而如果Card没有实现比较的方法，则会抛出异常。

2.2 PriorityQueue采用的Comparble和Comparator两种方式。

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。

JDK中PriorityQueue的实现：

// 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;
    }
}

三、使用PriorityQueue创建大小堆，解决TOPK问题

使用比较器创建小根堆

//使用比较器创建小根堆
class LessIntComp implements Comparator<Integer>{
    @Override
    public int compare(Integer o1, Integer o2) {
        return o1 - o2;
    }
}

使用比较器创建大根堆

//使用比较器创建大根堆
class GreaterIntComp implements Comparator<Integer>{
    @Override
    public int compare(Integer o1, Integer o2) {
        return o2 - o1;
    }
}

解决TOPK问题

public class TestDemo<E> {
        //求最小的K个数，通过比较器创建大根堆
    public static int[] smallestK(int[] array, int k) {
        if(k <= 0) {
            return new int[k];
        }
        GreaterIntComp greaterCmp = new GreaterIntComp();
        PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<>(greaterCmp);
        //先将前K个元素，创建大根堆
        for(int i = 0; i < k; i++) {
            maxHeap.oﬀer(array[i]);
        }
        //从第K+1个元素开始，每次和堆顶元素比较
        for (int i = k; i < array.length; i++) {
            int top = maxHeap.peek();
            if(array[i] < top) {
                maxHeap.poll();
                maxHeap.oﬀer(array[i]);
            }
        }
        //取出前K个
        int[] ret = new int[k];
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            int val = maxHeap.poll();
            ret[i] = val;
        }
        return ret;
    }
        public static void main(String[] args) {
        int[] array = {4,1,9,2,8,0,7,3,6,5};
        int[] ret = smallestK(array,3);
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
}