【数据结构】关于Java对象比较,以及优先级队列的大小堆创建你了解多少???

news2024/11/15 13:41:21

前言:

🌟🌟Hello家人们,这期讲解对象的比较,以及优先级队列堆,希望你能帮到屏幕前的你。

🌈上期博客在这里:http://t.csdnimg.cn/MSex7

🌈感兴趣的小伙伴看一看小编主页:GGBondlctrl-CSDN博客

目录

📚️1. PriorityQueue中插入对象

📚️2元素的比较

2.1基本类型的比较

2.2对象比较问题

1.通过比较运算符

2.通过equals比较

📚️3.对象的比较

3.1重写基类的equals方法

3.2基于Comparble接口类的比较 

3.3基于比较器进行比较

3.4三种比较方式

📚️4.PriorityQueue的比较方式

4.1PriorityQueue的比较

4.2PriorityQueue大小堆解决topK问题

📚️总结


📚️1. PriorityQueue中插入对象

上期博客讲了优先级队列,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?

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;
   }
}

public class TestPriorityQueue {
    public static void TestPriorityQueue()
    {
        PriorityQueue<Card> p = new PriorityQueue<>();
        p.offer(new Card(1, "♠"));
        p.offer(new Card(2, "♠"));
    }
    public static void main(String[] args) {
         TestPriorityQueue();
    }
}

那么此时我们运行时就会抛出异常:

因为放置的元素必须要能够比较大小,不能插入无法比较大小的对象。在这里,小编给Card类初始化了它的大小,和花色使得在编译时,不知道该比较那个。

📚️2元素的比较

2.1基本类型的比较

在Java中基本数据类型可以直接进行比较,一般通过>,<或者==来进行判断,放回值为boolean类型,小编这里就不再过多解释,相信大家因该了解了。

2.2对象比较问题

1.通过比较运算符

代码如下:

        Student student=new Student(12,"zhangsan");
        Student student1=new Student(12,"zhangsan");
        
        System.out.println(student1==student);

此时输出的值为false;

因为在“==”在实质上是比较的两个对象的地址,很明显这两个同学并不是同一个地址的,他们两个都new了一个地址出来,所以该地输出为false。

2.通过equals比较

代码如下:

        Student student=new Student(12,"zhangsan");
        Student student1=new Student(12,"zhangsan");
        System.out.println(student1.equals(student));
    

此时输出为false;

在这里,我们可以通过内部原理进行解析:

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

内部原理代码如下:

在这里this为student1,因为是student1调用函数与另一个学生进行比较,此时student就为obj。那么结果到头来还是地址的比较,所以还是为不等false 。

📚️3.对象的比较

3.1重写基类的equals方法

代码如下:

class Student{
    public int age;
    public String name;
    public Student(int age,String name){
        this.age=age;
        this.name=name;
    }

    @Override                         //进行重写
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if(o==null||!(o instanceof Student)){
            return false;
        }
        Student student=(Student) o;
        return age==student.age&&name==student.name;
    }
}

在这里第一个条件:如果是自己调用自己那么就一定相等

在这里第二个条件:如果括号里的对象是空的,或者不是student的子类,那么就不相等

在这里最后的情况:实现强转,并且通过调用其年龄,和名字进行比较,并返回,实现equals重写

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 

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。

代码如下:

class Card implements Comparable<Card>{
    public int rank;
    public String suit;
    public Card(int rank,String suit) {
        this.rank=rank;
        this.suit=suit;
    }
    public int compareTo(Card o){
        return rank-o.rank;
    }
}
public class test {
    public static void main(String[] args) {
       

        Card card=new Card(5,"♥");
        Card card1=new Card(5,"♥");
        System.out.println(card.compareTo(card1));
    }
}

在重写compareTo方法时,是通过两者的大小进行比较,返回如果是一个正数,那么前者比后者更大,反之如果为一个负数那么就是后者更大,为0那么表示两者相同。

3.3基于比较器进行比较

用户自定义比较器类,实现Comparator接口,并且重写Comparator中的compare方法

代码如下:

class Agecompare implements Comparator<Student>{
    public int compare(Student s1,Student s2){
        return s1.age-s2.age;
    }
}
class Namecompare implements Comparator<Student>{
    public int compare(Student s1,Student s2){
        return s1.name.compareTo(s2.name);
    }
}
public class test {
    public static void main(String[] args) {
       

        Agecompare agecompare=new Agecompare();
        Namecompare namecompare=new Namecompare();
       
        Student student2=new Student(12,"lisi");
        Student student3=new Student(12,"lisi");
        System.out.println(agecompare.compare(student2,student3));
        System.out.println(namecompare.compare(student2,student3));

       
    }
}

这里要单独定义类来实现接口,并且重写接口当中的方法,在进行比较时对定义的类进行实例化,并且通过对应对象调用重写的compare方法,然后传递参数即可。

注意:但是在用对像调用时,名字为string类不能够相减,此时string引用类型compareto方法进行比较。因为string实现了comparable接口,重写了compareto方法。

 

3.4三种比较方式

覆写的方法:
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

📚️4.PriorityQueue的比较方式

4.1PriorityQueue的比较

当我们实现了compareor接口,并且重写了内部方法后,在PriorityQueue中如何实现添加对象呢?

代码如下:

class Agecompare implements Comparator<Student>{
    public int compare(Student s1,Student s2){
        return s1.age-s2.age;
    }
}
public class test {
    public static void main(String[] args) {
       
        Agecompare agecompare=new Agecompare();
       
        PriorityQueue<Student> p=new PriorityQueue<>(agecompare);
        p.offer(student);
        p.offer(student1);
        System.out.println(p.peek());
        p.poll();
        System.out.println(p.peek());
        
    }
}

此时我们需要实例化实现接口的类,并将比较器的实例作为参数传入,此时就能够传入学生对象了,但是输出是学生对象的地址,并没有实际意义。

4.2PriorityQueue大小堆解决topK问题

大小堆的接口实现:

class MaxHeap implements Comparator<Integer>{  //创建大堆
    public int compare(Integer o1,Integer o2){
        return o2-o1;
    }
}
class MinHeap implements Comparator<Integer>{  //创建小堆
    public int compare(Integer o1,Integer o2){
        return o1-o2;
    }
}

思路:在需要输出前K个最小的数目时,我们要创建大根堆,前k个数字组成的大根堆,当后面数字与堆顶元素比较时(堆顶元素最大)如果小于堆顶元素,那么就删除堆顶元素,将更小的元素传入堆中,那么在遍历完数组后,前K个组成的堆中就是最小的元素。

 代码如下:

class MintTopK {
    public void mink(int[] array,int k){
        if(k<=0){
            return;
        }
        MaxHeap maxHeap=new MaxHeap();
        PriorityQueue<Integer> q=new PriorityQueue<>(maxHeap);

        //创建一个大根堆(前k个值)
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            q.offer(array[i]);
        }

        //堆剩下的数据进行操作
        for (int i = k; i < array.length ; i++) {
            if(array[i]<q.peek()){
                q.poll();
                q.offer(array[i]);
            }
        }

        //开始输出前k个数
        for (int i = 0; i <k ; i++) {
            int ret=q.poll();
            System.out.print(ret+" ");
        }
    }
}


public class test {
    public static void main(String[] args) {
       
        int[] array={1,4,3,2,9};
        MintTopK mintTopK=new MintTopK();
        mintTopK.mink(array,3);
    }
}

那么此时的输出就为3  2  1

📚️总结

 💬💬小编这期主要讲解了对象的比较方式,以及优先级队列如何进行对象的插入,以及大小堆的创建,实现topK问题的解决。

对于优先级队列看似是二叉树的内容,但是实质上是数组的运用,在进行对象的比较时,也可以从源码进行理解,每种比较方式都有好坏,主要还是看情况哦~~~

🌅🌅🌅~~~~最后希望与诸君共勉,共同进步!!!


                               💪💪💪以上就是本期内容了, 感兴趣的话,就关注小编吧。

                                                         😊😊  期待你的关注~~~

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