转载

给jdk写注释系列之jdk1.6容器(9)-Strategy设计模式之Comparable&Comparator接口

排序类：

  1 public class DataSort {  2   3         public static void sort( int[] arr) {  4                for (int i = arr.length; i > 0; i--) {  5                       for (int j = 0; j < i - 1; j++) {  6                             // 如果前一个比后一个大，那么就把大值交换到后面去  7                             if (arr[j] > arr[j + 1]) {  8                                    int temp = arr[j];  9                                   arr[j] = arr[j + 1]; 10                                   arr[j + 1] = temp; 11                            } 12                      } 13               } 14        } 15 }

测试类：

  1 public class Test {  2   3         public static void main(String[] args) {  4                int[] arr = new int[] { 9, 5, 2, 7 };  5               DataSort. sort(arr);  6                for (int i : arr) {  7                      System. out.print(i + " " );  8               }  9        } 10 }

运行一下看看结果：

ok，我们已经完成排序了，但是，我不仅要去对int进行排序，还要对其他的事物进行排序，比如说人，那怎么做呢？

首先我们需要先定义一个Penson类，有什么属性呢，简单一点就有姓名，年龄和收入，定义一下：

  1 public class Person {  2   3         private String name ;  4         private int age;  5         private int money;  6   7         public Person(String name, int age, int money) {  8                this.name = name;  9                this.age = age; 10                this.money = money; 11        } 12  13         public String getName() { 14                return name ; 15        } 16  17         public void setName(String name) { 18                this.name = name; 19        } 20  21         public int getAge() { 22                return age ; 23        } 24  25         public void setAge(int age) { 26                this.age = age; 27        } 28  29         public int getMoney() { 30                return money ; 31        } 32  33         public void setMoney(int money) { 34                this.money = money; 35        } 36  37         @Override 38         public String toString() { 39                return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", money=" + money 40                            + "]"; 41        } 42  43 } 44

Penson这个类定义完成了，怎么进行排序呢，比如你说谁收入高谁老大，ok那么我们就按收入写一下排序方法：

  1 public class DataSort {  2   3         public static void sort( int[] arr) {  4                for (int i = arr.length; i > 0; i--) {  5                       for (int j = 0; j < i - 1; j++) {  6                             // 如果前一个比后一个大，那么就把大值交换到后面去  7                             if (arr[j] > arr[j + 1]) {  8                                    int temp = arr[j];  9                                   arr[j] = arr[j + 1]; 10                                   arr[j + 1] = temp; 11                            } 12                      } 13               } 14        } 15         16         public static void sort(Person[] arr) { 17                for (int i = arr.length; i > 0; i--) { 18                       for (int j = 0; j < i - 1; j++) { 19                             // 如果前一个比后一个大，那么就把大值交换到后面去 20                             if (arr[j].getMoney() > arr[j + 1].getMoney()) { 21                                   Person temp = arr[j]; 22                                   arr[j] = arr[j + 1]; 23                                   arr[j + 1] = temp; 24                            } 25                      } 26               } 27        } 28 }

我们在DataSort中重写了一个sort(Person[] arr)方法，用来给Person类进行排序，测试一下吧：

  1 public class Test {  2   3         public static void main(String[] args) {  4                // int[] arr = new int[] { 9, 5, 2, 7 };  5                // DataSort.sort(arr);  6                // for (int i : arr) {  7                // System.out.print(i + " ");  8                // }  9  10               Person p1 = new Person("张三" , 25, 100); // 张三，25岁，年薪100w 11               Person p2 = new Person("李四" , 30, 10); // 李四，30岁，年薪10w 12               Person p3 = new Person("王五" , 20, 1000); // 王五，25岁，年薪1000w 13               Person[] arr = new Person[] { p1, p2, p3 }; 14  15               DataSort. sort(arr); 16                for (Person p : arr) { 17                      System. out.println(p + " " ); 18               } 19        } 20 }

看下结果：

 Person [name=李四, age=30, money=10] Person [name=张三, age=25, money=100] Person [name=王五, age=20, money=1000]

结果正确对不对，是不是感觉自己so牛x，我写的排序类，既可以排序整数int，又可以排序自定义的Person类，是不是有点飘飘然了。

等等，这有一盆冷水，我还要求可以对阿猫阿狗进行排序，你说再重写一个sort方法呗，那我还要求对电脑手机进行排序，对花花草草进行排序。。。现在是不是很苦恼，你一定在想，我要写一种万能的排序方法可以对任何东西进行排序。这个时候你没有疯而是进入设计的大门了，此时什么多态、封装，继承等等概念扑面而来，可惜的是你还是写不出万能的排序方法。能不能换一种思路，我们来提供一个标准，一个方法论，只提供排序的算法，具体的怎么比较大小你自己看着办，这么做可以吗？来试一下：

2.排序的方法论

2.1 comparable

我们先明确下目标，我们要实现的任然是排序，但是我们不去进行大小比较，比较大小的功能由具体的类自己负责，这么一想好像就清晰了许多的样子。

首先我们定义一个接口，提供一个标准给要进行排序的类：

 1 public interface MyComparable { 2  3         /** 4         * 返回值大于0说明当前比较的Object大，小于0说明被比较的Object大， 5         * 等于0说明两个Object相等 6         */ 7         public int compareTo(Object o); 8 }

MyComparable接口我们写好了，我们规定，只要排序就必须实现MyComparable接口，而且要重写compareTo方法，返回一个int值来告诉我谁大谁小。

DataSort的排序方法sort怎么做呢，很简单了：

  1 public class DataSort {  2   3         public static void sort(MyComparable[] arr) {  4                for (int i = arr.length; i > 0; i--) {  5                       for (int j = 0; j < i - 1; j++) {  6                             if (arr[j].compareTo(arr[j + 1]) > 0) {  7                                   MyComparable temp = arr[j];  8                                   arr[j] = arr[j + 1];  9                                   arr[j + 1] = temp; 10                            } 11                      } 12               } 13        } 14         15 }

是不是很简单了，只要用compareTo的返回结果就可以了，下面我们让Person实现MyComparable接口试一下：

  1 public class Person implements MyComparable {  2   3         private String name ;  4         private int age;  5         private int money;  6   7         public Person(String name, int age, int money) {  8                this.name = name;  9                this.age = age; 10                this.money = money; 11        } 12  13         public String getName() { 14                return name ; 15        } 16  17         public void setName(String name) { 18                this.name = name; 19        } 20  21         public int getAge() { 22                return age ; 23        } 24  25         public void setAge(int age) { 26                this.age = age; 27        } 28  29         public int getMoney() { 30                return money ; 31        } 32  33         public void setMoney(int money) { 34                this.money = money; 35        } 36  37         @Override 38         public String toString() { 39                return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", money=" + money 40                            + "]"; 41        } 42  43         @Override 44         public int compareTo(Object o) { 45               Person p = (Person)o; 46                if (this.money > p. money) { 47                       return 1; 48               } else { 49                       return -1; 50               } 51        } 52  53 }

测试一下：

  1 public class Test {  2   3         public static void main(String[] args) {  4                // int[] arr = new int[] { 9, 5, 2, 7 };  5                // DataSort.sort(arr);  6                // for (int i : arr) {  7                // System.out.print(i + " ");  8                // }  9  10               Person p1 = new Person("张三" , 25, 100); // 张三，25岁，年薪100w 11               Person p2 = new Person("李四" , 30, 10); // 李四，30岁，年薪10w 12               Person p3 = new Person("王五" , 20, 1000); // 王五，25岁，年薪1000w 13               Person[] arr = new Person[] { p1, p2, p3 }; 14  15               DataSort. sort(arr); 16                for (Person p : arr) { 17                      System. out.println(p + " " ); 18               } 19        } 20 }

看一下结果：

 Person [name=李四, age=30, money=10] Person [name=张三, age=25, money=100] Person [name=王五, age=20, money=1000]

和预期的一样对不对，也就是说明我们的排序没有问题，现在你又开始飘飘然了，我写的排序终于完美了，可以对任何类进行排序，什么阿猫阿狗你只要实现MyComparable接口，统统来吧，哈哈哈。

等等，这里还有一盆冷水，我让你对长整型Long进行排序，，Long没问题啊、只要实现。。。实现什么，是不是傻了，Long是已经存在的类，你不可能重新编译它让它实现你的MyComparable接口吧，哎，这可怎么办。。。

等等先别哭，我还有另一盆冷水，对于Person类我的想法变了，不想用收入作为比较了，我想按照年龄进行比较，也没准我某天想按照年龄+收入的组合进行比较，反正我就是这么任性，反正我就是让你现在猜不透。你的需要一天三变，我不能把代码该来该去吧，这样的话开发急了会和产品打架的，怎么办呀，这两个问题我一个不会弄。。。

2.2 comparator

那么问题来了，想一下，能不能进一步的封装，既然我不能去改变一些类的代码，那么我能不能将比较大小的逻辑拿出来呢？既然你的需要总是变，而我又预测不到，那么我能不能把你的需求也进行抽象，你得需求细节你自己实现，我提供给你逻辑框架呢？答案是肯定的，说干就干！

我们要将比较大小的逻辑拿出来，首先还是要定义一个标准，要使用我进行排序，就得安装规矩来。

 1 public interface MyComparator { 2         public int compare(Object o1, Object o2); 3 }

注意，这个接口不是让你的排序类来实现的，看看我sort怎么写：

  1 public class DataSort {  2   3         public static void sort(MyComparable[] arr) {  4                for (int i = arr.length; i > 0; i--) {  5                       for (int j = 0; j < i - 1; j++) {  6                             if (arr[j].compareTo(arr[j + 1]) > 0) {  7                                   MyComparable temp = arr[j];  8                                   arr[j] = arr[j + 1];  9                                   arr[j + 1] = temp; 10                            } 11                      } 12               } 13        } 14         15         public static void sort(Object[] arr, MyComparator c) { 16                for (int i = arr.length; i > 0; i--) { 17                       for (int j = 0; j < i - 1; j++) { 18                             if (c.compare(arr[j], arr[j + 1]) > 0) { 19                                   Object temp = arr[j]; 20                                   arr[j] = arr[j + 1]; 21                                   arr[j + 1] = temp; 22                            } 23                      } 24               } 25        } 26         27 }

我又重写了一个sort方法，你只要把你的比较大小逻辑提供给我，我就能给你排序了。来试一下：

首先我写一个具体的比较大小逻辑类：

  1 public class PersonAgeComparator implements MyComparator {  2   3         @Override  4         public int compare(Object o1, Object o2) {  5               Person p1 = (Person) o1;  6               Person p2 = (Person) o2;  7                 8                if (p1.getAge() - p2.getAge() > 0) {  9                       return 1; 10               } else { 11                       return -1; 12               } 13        } 14  15 }

具体看看怎么来用：

  1 public class Test {  2   3         public static void main(String[] args) {  4 //            int[] arr = new int[] { 9, 5, 2, 7 };  5 //            DataSort.sort(arr);  6 //            for (int i : arr) {  7 //                   System.out.print(i + " ");  8 //            }  9  10               Person p1 = new Person("张三" , 25, 100); // 张三，25岁，年薪100w 11               Person p2 = new Person("李四" , 30, 10); // 李四，30岁，年薪10w 12               Person p3 = new Person("王五" , 20, 1000); // 王五，25岁，年薪1000w 13               Person[] arr = new Person[] { p1, p2, p3 }; 14  15               DataSort. sort(arr, new PersonAgeComparator()); 16                for (Person p : arr) { 17                      System. out.println(p + " " ); 18               } 19        } 20 }

我只需要把我的比较大小逻辑类传入sort就可以了，看下结果：

 Person [name=王五, age=20, money=1000]  Person [name=张三, age=25, money=100]  Person [name=李四, age=30, money=10]

哇，成功了，现在你在告诉我，要比较Long类型，ok啊，写一个LongComparator就行了，，还要组合Person类的年龄和收入，那我写一个PersonAgeAndMoneyComparator就好了，这下完美了，我已经做到了足够灵活，任意的扩展，哈哈哈。。。

别着急，我还有问题（我弄死你），这次不是冷水了，放心。想一个问题，现在Person类和PersonAgeComparator类两个是独立的，它们是靠sort这个排序方法联系在一起的。但是我想让他们两个联系密切一些，我们在讲低耦合的时候也在讲高内聚，毕竟Person类和他的比较大小逻辑是紧密联系的，怎么办呢，那就是将Comparator封装成Person的一个属性。

来看一下：

  1 public class Person implements MyComparable {  2   3         private String name ;  4         private int age;  5         private int money;  6          7         private MyComparator comparator = new PersonAgeComparator();  8   9         public Person(String name, int age, int money) { 10                this.name = name; 11                this.age = age; 12                this.money = money; 13        } 14  15         public Person(String name, int age, int money, MyComparator comparator) { 16                this.name = name; 17                this.age = age; 18                this.money = money; 19                this.comparator = comparator; 20        } 21  22         public String getName() { 23                return name ; 24        } 25  26         public void setName(String name) { 27                this.name = name; 28        } 29  30         public int getAge() { 31                return age ; 32        } 33  34         public void setAge(int age) { 35                this.age = age; 36        } 37  38         public int getMoney() { 39                return money ; 40        } 41  42         public void setMoney(int money) { 43                this.money = money; 44        } 45  46         @Override 47         public String toString() { 48                return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", money=" + money 49                            + "]"; 50        } 51  52         @Override 53         public int compareTo(Object o) { 54                return comparator .compare(this, o); 55        } 56  57 }

我们将MyComparator接口封装成了Person的一个属性，具体要用什么样的比较大小逻辑，你调用方传给我，当然你不传的话，我自己也有一个默认的策略，这样我就不怕你忘记了。

讲到这里Comparable和Comparator就讲完了，但是好像有个概念我们还没有说，那就是什么是Strategy设计模式。

3.Strategy设计模式

Strategy设计模式中文叫做策略设计模式，其实我们就算不知道什么是策略模式不是也将上面的问题搞定了么，所以啊，不要太在意于概念的东西，首先你要会用，能解决。

不过还是得来解释下策略模式的概念，大体说，不标准：策略模式是针对一组算法，将每个算法封装到具有共同接口的独立的类中，使得他们可以互相的替换，而客户端在调用的时候能够互不影响。

策略模式通常有这么几个角色：

（1） 环境(Context)角色： 持有一个Strategy的引用。——Person类

（2） 抽象策略(Strategy)角色： 这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体策略类所需的接口。——MyComparator接口

（3） 具体策略(ConcreteStrategy)角色： 包装了相关的算法或行为。——PersonAgeComparator类

策略模式的优缺点是什么：

优点：（1）将具体算法逻辑与客户类分离，（2）避免了大量的if else判断

缺点：（1）每个算法一个类，产生了太多的类，（2）客户端要知道所有的策略类，以便决定使用哪一个。

想想怎么样能有尝试解决策略模式的缺点。。。那就是工厂模式。ok这里不是主要讲设计模式，就到这里了。

4.回忆TreeMap的比较大小

  1 public V put(K key, V value) {  2         ......  3         ......  4   5         // split comparator and comparable paths  6         // 当前使用的比较器  7         Comparator<? super K> cpr = comparator ;  8         // 如果比较器不为空，就是用指定的比较器来维护TreeMap的元素顺序  9         if (cpr != null) { 10              // do while循环，查找key要插入的位置（也就是新节点的父节点是谁） 11             do { 12                 // 记录上次循环的节点t 13                 parent = t; 14                 // 比较当前节点的key和新插入的key的大小 15                 cmp = cpr.compare(key, t. key); 16                  // 新插入的key小的话，则以当前节点的左孩子节点为新的比较节点 17                 if (cmp < 0) 18                     t = t. left; 19                 // 新插入的key大的话，则以当前节点的右孩子节点为新的比较节点 20                 else if (cmp > 0) 21                     t = t. right; 22                 else 23               // 如果当前节点的key和新插入的key想的的话，则覆盖map的value，返回 24                     return t.setValue(value); 25             // 只有当t为null，也就是没有要比较节点的时候，代表已经找到新节点要插入的位置 26             } while (t != null); 27         } 28         else { 29             // 如果比较器为空，则使用key作为比较器进行比较 30             // 这里要求key不能为空，并且必须实现Comparable接口 31             if (key == null) 32                 throw new NullPointerException(); 33             Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key; 34             // 和上面一样，喜欢查找新节点要插入的位置 35             do { 36                 parent = t; 37                 cmp = k.compareTo(t. key); 38                 if (cmp < 0) 39                     t = t. left; 40                 else if (cmp > 0) 41                     t = t. right; 42                 else 43                     return t.setValue(value); 44             } while (t != null); 45         } 46          47         ...... 48         ...... 49     }

现在理解TreeMap为什么要判断有没有Comparator了吧。。如果没有的话，就用key去比较大小，但是要求key实现Comparable接口。

Strategy设计模式之Comparable&Comparator接口完！

参见：

给jdk写注释系列之jdk1.6容器(7)-TreeMap源码解析

给jdk写注释系列之jdk1.6容器(8)-TreeSet&NavigableMap&NavigableSet源码解析

正文到此结束