CompareToJava方法详解

Java中的compareTo()方法被广泛应用于比较两个对象的大小关系。它通常被用来对集合进行排序，或者在自定义的数据类型上比较对象。本文将对CompareTo方法进行详细的解释和讲解，从多个方面对此方法进行阐述。

一、 CompareTo方法

CompareTo方法是在Comparable接口中定义的，每个实现Comparable接口的类都必须实现该方法。 该方法返回三种值之一：

• 零（0）：代表当前对象等于另一个对象。
• 正数：代表当前对象大于另一个对象。
• 负数：代表当前对象小于另一个对象。

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

compareTo()方法的初始签名的返回数据类型是 int。如果对象是Comparable接口的实例，则该compareTo方法必须被定义并实现。compareTo的通用约定是，对于值大于，等于或小于另一个对象的对象，分别返回整数值正整数、零或负整数。

二、 CompareTo方法的应用

1. 确定两个数字的大小

    public static void main(String[] args) {
        Integer i1 = -100;
        Integer i2 = 50;
        if (i1.compareTo(i2)  0)
            System.out.println(i1 + " is greater than " + i2);
        else
            System.out.println(i1 + " is equal to " + i2);
    }

运行结果：-100 is less than 50

2. 在TreeMap和TreeSet中的使用

    public static void main(String[] args) {
        TreeSet set1 = new TreeSet();
        set1.add("banana");
        set1.add("cherry");
        set1.add("apple");
        set1.add("durian");

        System.out.println(set1);   // [apple, banana, cherry, durian]

        TreeMap map1 = new TreeMap();
        map1.put("apple", "red");
        map1.put("banana", "yellow");
        map1.put("cherry", "red");
        
        System.out.println(map1);   // {apple=red, banana=yellow, cherry=red}
    }

TreeSet和TreeMap都是基于比较器实现的，因此元素的排序是通过CompareTo方法实现的。例如，上面的示例中，所有字符串都被排序成小写，但保留原始字符串的大小写、空格、数字和特殊字符。这是因为compareTo方法使用此方式进行排序。

3. 对自定义对象进行排序

public class Employee implements Comparable {
    private String name;
    private int age;
    private double salary;

    public Employee(String name, int age, double salary){
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.salary = salary;
    }

    // Getters and setters
    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; }
    public double getSalary() { return salary; }
    public void setSalary(double salary) { this.salary = salary; }

    @Override
    public int compareTo(Employee o) {
        return this.getAge() - o.getAge();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    List employeeList = new ArrayList();
    Employee employee1 = new Employee("John Doe", 30, 10000.00);
    Employee employee2 = new Employee("Jane Smith", 25, 12000.00);
    Employee employee3 = new Employee("Bob Brown", 40, 8000.00);
    employeeList.add(employee1);
    employeeList.add(employee2);
    employeeList.add(employee3);
    Collections.sort(employeeList);
    System.out.println(employeeList);
}

运行结果：[Employee{name=’Jane Smith’, age=25, salary=12000.0}, Employee{name=’John Doe’, age=30, salary=10000.0}, Employee{name=’Bob Brown’, age=40, salary=8000.0}]

注意，compareTo方法返回的值必须与等于、大于或小于零，这对于对象排序至关重要。在上面的代码示例中，我们根据员工的年龄对员工进行排序，重写了CompareTo方法。

三、 CompareTo方法的规范

1. 自反性

自反性是指任何对象与自身比较应该返回零。也就是说，对于任何非null的引用值x，x.compareTo（x）== 0应该返回 true。

2. 对称性

对称性是指两个对象比较应该返回相反的结果。也就是说，对于任何非null的引用值x和y，x.compareTo（y）就应该和y.compareTo（x）相反

3. 传递性

传递性是指两个比较结果之间具有相同比较结果的对象，一定与第三个结果相同。也就是说，对于任何非空的引用值x、y和z，如果x.compareTo（y）> 0，并且y.compareTo（z）> 0，则x.compareTo（z）> 0应该返回 true。

4. 一致性

一致性是指如果两个对象的值在变化的过程中不变，则它们相互之间的比较结果也不变。也就是说，对于任何非null的引用值x和y，只要对象间的比较值没有改变，x.compareTo（y）的结果就应该始终保持不变。

5. 不允许传递时抛错

如果两个对象无法比较（例如一方为null），则应该抛出一个空指针异常NullPointerException，而不是抛出任何其他异常或错误。

6. 工具类Collections排序不能处理不一致性

对于具有一致性和可比性的类型，请使用java.utils.Collections类中的排序方法进行排序。如果compareTo方法违反了一致性，排序方法可能不会按预期运行，并且也不会报错。

总结

在Java编程中，使用compareTo方法可以很好地对比较对象进行排序和比较。正确实现compareTo方法是Java编程中的一个重要方面，因为它可以影响你的应用程序的性能和结果。对于要在集合类中进行排序的对象，一定要正确地重写compareTo方法。参考本文的内容，并结合实际项目需求，学习使用compareTo方法。