PriorityQueue 自定义排序的几种方式

2024-09-29

Java 的 PriorityQueue 默认采用自然顺序排序，但也可以通过多种方式自定义排序规则。本文介绍三种常见方法，并分析可能出现的错误及其解决方式。

1. 实现 `Comparable` 接口

让对象实现 Comparable 接口，重写 compareTo() 方法，定义对象的自然排序顺序。这适用于对象本身具有“自然顺序”的情况。

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class Student implements Comparable<Student> {
    private int age;

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student other) {
        return Integer.compare(this.age, other.age);
    }
}

PriorityQueue<Student> students = new PriorityQueue<>();
students.add(new Student(20));
students.add(new Student(18));
students.add(new Student(22));

while (!students.isEmpty()) {
    System.out.println(students.poll().getAge());  // Output order: 18, 20, 22
}

2. 使用 `Comparator` 接口

构造 PriorityQueue 时传入自定义的 Comparator 对象，实现所需的比较逻辑。

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PriorityQueue<Student> students = new PriorityQueue<>(new Comparator<Student>() {
    @Override
    public int compare(Student s1, Student s2) {
        return Integer.compare(s1.getAge(), s2.getAge());
    }
});

3. 使用 Lambda 表达式

在 Java 8 及后续版本中，可以使用 Lambda 表达式简化 Comparator。注意，Comparable 必须在类内部实现，不能用 Lambda 表达式代替。

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PriorityQueue<Student> students = new PriorityQueue<>(
    (s1, s2) -> Integer.compare(s1.getAge(), s2.getAge())
);

也可以写成：

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PriorityQueue<Student> students = new PriorityQueue<>(
    Comparator.comparingInt(Student::getAge)
);

注意：比较基本类型与包装类型

进行比较时，如果使用的是基本类型（例如 int），就不能直接调用 compareTo() 等方法，因为基本类型没有方法。需要使用包装类型（例如 Integer），或者调用静态比较方法。

常见错误分析

以下代码会导致编译错误：

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class Student {
    private int age;

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

PriorityQueue<Student> students = new PriorityQueue<>((s1, s2) -> {
    return s1.getAge().compareTo(s2.getAge());
});

错误原因： getAge() 返回的是基本类型 int，不能调用 compareTo()。编译器会报错：int cannot be dereferenced。

解决方法

将 age 改为包装类型 Integer：

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class Student {
    private Integer age;

    public Student(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }
}

这样，getAge() 返回的就是 Integer，可以调用 compareTo()。

不修改 age 的类型，直接使用 Integer.compare(int x, int y)：

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PriorityQueue<Student> students = new PriorityQueue<>((s1, s2) -> {
    return Integer.compare(s1.getAge(), s2.getAge());
});

或者：

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PriorityQueue<Student> students = a new PriorityQueue<>(
    Comparator.comparingInt(Student::getAge)
);