自然排序和比较器排序

​ 当指执行插入排序、希尔排序、归并排序等算法时，比较两个对象“大小”的比较操作。我们很容易理解整型的 i>j 这样的比较方式，但当我们对多个对象进行排序时，如何比较两个对象的“大小”呢？这样的比较 stu1 > stu2 显然是不可能通过编译的。为了解决如何比较两个对象大小的问题，JDK提供了两个接口java.lang.Comparable和java.util.Comparator。

TreeSet集合是Set集合的一个子实现类，它是基于TreeMap中的NavigableSet接口实现的
TreeSet集合是默认通过自然排序将集合中的元素进行排序
汉字的顺序根据Unicode 码表排序

TreeSet有两种排序方式：

1. 自然排序：java.lang.Comparable

   • Comparable 接口中只提供了一个方法： compareTo(Object obj)，该方法的返回值是 int 。如果返回值为正数，则表示当前对象(调用该方法的对象)比 obj 对象“大”；反之“小”；如果为零的话，则表示两对象相等。

2. 比较器排序：java.util.Comparator

让我们先来看看一个例题：

package com.xdkj.Test09;import java.util.TreeSet;public class TreeSetDemo {public static void main(String[] args) {TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>();set.add(17);set.add(25);set.add(23);set.add(14);set.add(17);set.add(30);for (Integer s : set) {System.out.println(s);}}
}运行结果：
14
17
23
25
30

根据上述结果可以看出TreeSet集合是自然排序和去重的，为什么会达到这样的效果呢？

TreeSet集合的无参构造就是属于自然排序

TreeSet<Integer> set= new TreeSet<Integer>();

这是因为TreeSet集合依赖于TreeMap的红黑树结构实现的，下面让我们根据上述例题去看看红黑树结构的理解：

set.add(17);
set.add(25);
set.add(23);
set.add(14);
set.add(17);
set.add(30);

​ 17先进行存储，所以将17作为根节点，与后面的元素进行比较，25进来后与17相比，比17大，所以成为17的右孩子，放在17的右边，23进来比17大所以要放在17的右边，但是和25比较比他小，所以放在25的左边，接下来14比17小放在17的左边，17进来与17的值一样不理睬，继续下个30，比17大比25大，放在右边25 的右边，绘成图就是二叉图方式，结构一定是自平衡的

使用TreeSet进行自定义函数的排序，对年龄由小到大进行排序

package com.xdkj.Test09;public class Student implements Comparable<Student> {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}//因为上面Student类实现了comparable接口，所以必须重写comparaTo方法才能达到排序的效果@Overridepublic int compareTo(Student s) {// return 0;/*** 因为这是我们自定义的类，系统并没有告诉我们如何进行排序* 所以需要我们自己手动进行排序* 需求：按年龄由小到大进行排序*///年龄进行排序，由小到大int num = this.age - s.age;//当年龄大小相等时，比较名字int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.getName()) : num;return num2;}}

package com.xdkj.Test09;import java.util.TreeSet;public class StudentDemo {public static void main(String[] args) {//创建TreeSet集合对象TreeSet<Student> set = new TreeSet<Student>();//创建学生对象,这里的学生姓名不要写成汉字，因为每个汉字的字节大小不一样Student s1 = new Student("dilireba", 27);Student s2 = new Student("gaowen", 25);Student s3 = new Student("zhaoxingxing", 24);Student s4 = new Student("wuxuanyi", 23);Student s5 = new Student("dilireba", 27);set.add(s1);set.add(s2);set.add(s3);set.add(s4);set.add(s5);//增强for循环for (Student st : set) { System.out.println(st.getName() + "---" + st.getAge());}}
}运行结果:
wuxuanyi---23
zhaoxingxing---24
gaowen---25
dilireba---27

由上例可以看出我们在学生类上实线了comparable接口，并且在学生类中重写了comparaTo方法，当我们没有进行以上的这些操作时，运行时就会出现这样的错误，

Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: com.TreeSetDome.Student cannot be cast to java.lang.Comparable

因为没有实现comparable接口，所以会出现以上的这个异常，但是为什么在前面添加数字的时候并不需要实现comparable接口呢？这是添加数字时我们确定了类型为Integer类型，它本身就已经实现了comparable接口，不需要我们再去添加，具体可以去API中观看，所以今后在使用TreeSet创建自定义类排序的时候，一定要自己去实现comparable接口，和重写comparaTo方法

上述中我们重写的ComparaTo方法是按照年龄来排序的，接下来让我们按照姓名的长度以及年龄的大小来排序：

@Override
public int compareTo(Student s) {/*** 因为这是我们自定义的类，系统并没有告诉我们如何进行排序* 所以需要我们自己手动进行排序* 需求：按姓名的长度来排序，然后再以年龄的大小来排序*///按姓名的长短来排序,由小到大排序int num = this.getName().length() - s.getName().length();//再去比较的姓名的内容是否一致int num2 = num == 0 ? this.getName().compareTo(s.getName()) : num;//名字一致，有时候并不是同一个人 还得再去比较年龄的大小int num3 = num2 == 0 ? this.age - s.age : num2;return num3;//这是重写的comparaTo方法，我新添加了一个学生变量 Student s6=new Student("dilireba",25);}运行结果：
gaowen---25
dilireba---25
dilireba---27
wuxuanyi---23
zhaoxingxing---24

上面我们介绍了自然排序法，自然排序法主要就是运用TreeSet的无参构造，通过实现comparable接口中的comparaTo方法去进行自然排序，接下来让我们看看比较器排序，看看二者的不同

package com.xdkj.Test10;public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

package com.xdkj.Test10;import java.util.Comparator;public class ComparatorDome implements Comparator<Student> {/*** 因为测试类中TreeSet集合的引用参数是接口，所以需要创建这个 子实现类去实现这个接口* 这里的s1就相当于自然排序中的this，s2相当于s* 先按名字的长度，当长度一致时，再按年龄的大小进行排序*/public int compare(Student s1, Student s2) {//判断姓名长度的大小int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();//长度一致时，比较内容int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;//内容一致时，比较年龄的大小int num3 = num2 == 0 ? (s1.getAge() - s2.getAge()) : num2;return num3;}
}

package com.xdkj.Test10;import java.util.TreeSet;public class StudentDome {public static void main(String[] args) {//创建TreeSet集合对象，运用比较器排序//Comparator是一个接口，所以我们得创建一个子实现类去实现它TreeSet<Student> set = new TreeSet<Student>(new ComparatorDome());//创建学生对象Student s1 = new Student("dilireba", 27);Student s2 = new Student("gaowen", 25);Student s3 = new Student("zhaoxingxing", 24);Student s4 = new Student("wuxuanyi", 23);Student s5 = new Student("dilireba", 25);Student s6 = new Student("dilireba", 25);//将学生对象添加到集合中set.add(s1);set.add(s2);set.add(s3);set.add(s4);set.add(s5);set.add(s6);//增强for循环遍历for (Student s : set) {System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());}}
}运行结果：
gaowen---25
dilireba---25
dilireba---27
wuxuanyi---23
zhaoxingxing---24

除了创建子实现类去实现Comparator接口，我们还可以在测试类中通过匿名内部类的方式去测试，就不用单独去创建一个子实现类了

在这里学生类我就不写了，上面有，直接写测试类中的匿名内部类了

package com.xdkj.Test10;import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;/*** @Author:Lenvo* @Description:* @Date: 2020-12-16 16:21*/
public class StudentDome {public static void main(String[] args) {//创建TreeSet集合对象，运用比较器排序//Comparator是一个接口，所以我们得创建一个子实现类去实现它//匿名内部类的使用TreeSet<Student> set = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student s1, Student s2) {//判断姓名长度的大小int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();//长度一致时，比较内容int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;//内容一致时，比较年龄的大小int num3 = num2 == 0 ? (s1.getAge() - s2.getAge()) : num2;return num3;}});//创建学生对象Student s1 = new Student("dilireba", 27);Student s2 = new Student("gaowen", 25);Student s3 = new Student("zhaoxingxing", 24);Student s4 = new Student("wuxuanyi", 23);Student s5 = new Student("dilireba", 25);Student s6 = new Student("dilireba", 25);//将学生对象添加到集合中set.add(s1);set.add(s2);set.add(s3);set.add(s4);set.add(s5);set.add(s6);//增强for循环遍历for (Student s : set) {System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());}}
}运行结果：
gaowen---25
dilireba---25
dilireba---27
wuxuanyi---23
zhaoxingxing---24