java基础类库——比较器（六）

1.1 数组操作类Arrays
Arrays 类一早就开始使用了，最早使用的是它的排序操作，但是现在打开Arrays类来观察下一下，有那些方法
（1）二分查找：public static int binarySearch(数据类型 a, 数据类型 key)
在进行此调用之前，数组必须按照sort(数据类型[])方法进行排序。如果没有排序，结果是未定义的。如果数组包含具有指定值的多个元素，则不能保证将找到哪个元素。

范例：二分查找

package day2;

import java.util.Arrays;

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
      int date[] = {5,69,85,35,45,67,54,62,89,50,7,12,28};
        Arrays.sort(date);
        System.out.println(Arrays.binarySearch(date,67));//9
    }
}

（2）数组比较：public static boolean equals(数据类型[] a,数据类型[] a2)
如果两个数组以相同的顺序包含相同的元素，则它们是相等的。另外，如果两个数组引用都是null，则它们被认为是相等的 。

范例：数组比较

package day2;

import java.util.Arrays;

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int dateA[] = new int[]{1,2,3};
        int dateB[] = new int[]{2,1,3};
        int dateC[] = new int[]{1,2,3};
        System.out.println(Arrays.equals(dateA,dateB));//false
        System.out.println(Arrays.equals(dateA,dateC));//true
    }
}

（3）数组填充：public static void fill(数据类型[] a,数据类型 val)，将指定的 数据类型值分配给指定的数据类型 数组的每个元素。

（4）public static String toString(数据类型[] a)
返回指定数组的内容的字符串表示形式。 字符串表示由数组元素的列表组成，括在方括号（ “[]” ）中。 相邻的元素由字符", "分隔（逗号后跟一个空格）。 元素被转换为字符串由String.valueOf(int)。 返回"null"如果a是null。

范例：数组填充

package day2;

import java.util.Arrays;

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int dateA[] = new int[]{1,2,3};
        Arrays.fill(dateA,5);
        System.out.println(Arrays.toString(dateA));
    }
}
[5, 5, 5]

在Arrays类中几乎包含了所有可能使用到的数组的相关操作。

1.2 比较器 Comparable接口
在Arrays类中提供有一个方法：public static void sort(byte[] a)，此方法可以直接针对于队形数组进行排序的操作；但是如果现在真的要进行对象数组的排序，并不是意味着直接调用此方法即可。如果要想进行对象数组的排序，需要解决数据的大小关系问题，但是对象无法区分大小关系，那么为了解决这样的一个问题，java会自动在排序的时候将所有的对象强制转换为Comparable接口对象，也就是数组的自动排序，那么对象所在的类一定要实现Comparable接口，这个接口定义如下：

public interface Comparable {
  public int compareTo(T o);
}

String 类中的compareTo（）本身就是覆写了Comparable接口中的compareTo方法。而如果说下周需要进行排序，实际上只需要返回三个内容即可：0，-1,1

范例:对象数组排序

package day2;

import java.util.Arrays;

class Person implements Comparable{
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "姓名 ：" + this.name + ",年龄：" + this.age + "n";
    }

	

    @Override
    public int compareTo(Person p) {
        if(this.age > p.age){//1升序，-1 降序
            return 1;
        }else if(this.age < p.age){
            return -1;
        }else {
            return 0;
        }
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person [] = new Person[]{
                new Person("张角",26),
                new Person("王怡",18),
                new Person("黎明",22)
        };
        Arrays.sort(person);
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }
}

[姓名 ：王怡,年龄：18
, 姓名 ：黎明,年龄：22
, 姓名 ：张角,年龄：26
]

结论：只要是进行对象数组的排序，一定要使用Comparable接口完成。

1.3 实现二叉树算法（Binary Tree）
二叉树也好，链表也好，本质是一样的，目的就是为了保存多个数据，实现动态的对象数组。所有的数据结构都一定有一个前提：必须通过节点来进行数据的包裹，目的：确定先后顺序。那么现在也对Node进行修改，让其进行可以保存对象（Object,Comparable）,但是现在每一个节点上要保留有两个子节点：左子树、右子树
保存原则：比根节点小的数据放在左子树，比根节点大于等于的数据保存在左子树。

最后按照中序遍历（左-根-右）的方式可以取得内容，所有数据的排序后的结果。

范例：实现二叉树

package day2;

import java.util.Arrays;

class Person implements Comparable{
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "姓名 ：" + this.name + ",年龄：" + this.age + "n";
    }
     @Override
     public int compareTo(Person p) {
        return this.age - p.age;
     }
}
class MyBinaryTree{//二叉树的实现类
    private class Node{//数据结构中必须有Node类，负责保存数据及节点的关系匹配
        @SuppressWarnings("rawtypes")
        private Comparable data;
        private Node left;//左子树，保存比根节点小的内容
        private Node right;//右子树，保存比根节点大或等于的内容
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unused"})
        public Node(Comparable data){
            this.data = data;
        }
        public void addNode(Node newNode){
            if(this.data.compareTo(newNode.data) > 0){ //保存在左边
                if(this.left == null){
                    this.left = newNode;
                }else {
                    this.left.addNode(newNode);
                }
            }else {
                if(this.right == null){
                    this.right = newNode;
                }else {
                    this.right.addNode(newNode);
                }
            }
        }
        public void toArrayNode(){
            if(this.left != null){//有左节点
                this.left.toArrayNode();
            }
            MyBinaryTree.this.retData[MyBinaryTree.this.foot++] = this.data;
            if(this.right != null){//有右节点
                this.right.toArrayNode();
            }
        }
    }
    
    private Node root;//必须保留着根节点
    private int count = 0 ;//保存节点个数
    private Object[] retData;
    private int foot = 0;
    public void add(Object obj){//数据的追加
        Comparable data = (Comparable)obj;
        Node newNode = new Node(data);//将数据包装在Node节点中
        if(this.root == null){//保存根节点
            this.root = newNode;
        }else {
            this.root.addNode(newNode);
        }
        this.count++;
    }
    public Object[] toArray(){
        if(this.count > 0){
            this.foot = 0;
            this.retData = new Object[this.count];
            this.root.toArrayNode();
            return this.retData;
        }else {
            return null;
        }
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyBinaryTree mbt = new MyBinaryTree();
        mbt.add( new Person("张角",26));
        mbt.add( new Person("王怡",18));
        mbt.add( new Person("黎明",22));
        mbt.add( new Person("李思",15));
        System.out.println(Arrays.toString(mbt.toArray()));
    }
}
[ 姓名 ：李思,年龄：15
, 姓名 ：王怡,年龄：18
, 姓名 ：黎明,年龄：22
, 姓名 ：张角,年龄：26
]

1.4 Comparator 比较器
通过Comparable的观察可以发现，如果一个类的对象想要进行对象数组排序，那么这个类在定义的时候就必须明确的实现Comparable接口，如果出现一个类原本定义完成了，原本是没有排序要求的，可是后期需要追加排序，并且这个类已经不能够修改了。那么在这种情况下，就可以利用java.util.Comparator接口，此接口定义如下：

@FunctionalInterface
public interface Comparator {
    public int compare(T o1, T o2);
    public boolean equals(Object obj);
}

如果要想继续使用Arrays实现排序操作，那么就必须观察新的排序方法：
排序:public static void sort(T[] a,int fromIndex,int toIndex, Comparator c)

范例：定义一个单独的Person类（不允许Person类发生改变）

class Person{
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "姓名 ：" + this.name + ",年龄：" + this.age + "n";
    }
    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;
    }

}

范例：实现单独的比较器

package day2;

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

class PersonComparator implements Comparator {
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        return o1.getAge() - o2.getAge();
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person [] = new Person[]{
                new Person("张角",26),
                new Person("王怡",18),
                new Person("黎明",22)
        };
        Arrays.sort(person,new PersonComparator());//编写排序
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }
}
[姓名 ：王怡,年龄：18
, 姓名 ：黎明,年龄：22
, 姓名 ：张角,年龄：26
]

面试题：请解释两种比较器的区别
（1）在进行对象数组排序的过程中需要使用到比较器，比较器有两个：Comparable、Comparator
（2）java.lang.Comparable:是在类定义的的时候默认实现好的接口，里面提供有一个compateTo()方法用于大小比较；
（3）java.util.Comparator需要单独定义一个排序的比较规则类，里面有两个方法：compare()、equals()。