Java 入門教學 (17)：Comparable 與 Comparator 介面完整攻略

為什麼排序需要介面？

陣列或集合裡的物件 (如 Course) 沒有天生的大小關係。Arrays.sort() 需要一個「比較契約」：任意兩個物件 a、b，能判斷 a<b、a=b、a>b。Java 用介面定義這個契約：

• Comparable<T>：物件自己知道怎麼跟別人比 (自然排序)。
• Comparator<T>：外部裁判決定怎麼比 (客製排序)。

情境：課程陣列依價格排序

public class Course {
    private String title;
    private double price;
    // 建構子、getter/setter 略
}

方法一：實作 Comparable (唯一預設排序)

public class Course implements Comparable<Course> {
    // ... 原有欄位 ...
    @Override
    public int compareTo(Course other) {
        if (other == null) return 1;
        return Double.compare(this.price, other.price); // 價格升序
    }
}

// 使用
Course[] courses = { new Course("Java", 2000), new Course("Python", 1500) };
Arrays.sort(courses); // 直接排序，不傳比較器
// 結果：Python(1500), Java(2000)

⚠️ 限制：一個類別只能有一種自然排序。若明天要按標題字母序排，compareTo 無法同時滿足。

方法二：使用 Comparator (多種排序任意切換)

import java.util.Comparator;

public class PriceComparator implements Comparator<Course> {
    @Override
    public int compare(Course c1, Course c2) {
        if (c1 == c2) return 0;
        if (c1 == null) return -1;
        if (c2 == null) return 1;
        return Double.compare(c1.getPrice(), c2.getPrice());
    }
}

// 使用
Arrays.sort(courses, new PriceComparator()); // 傳入比較器

// 同一組資料，換個比較器即可按標題排
Arrays.sort(courses, Comparator.comparing(Course::getTitle));

Comparator 進階用法 (Java 8+)

List list = Arrays.asList(courses);

// 價格降序
list.sort(Comparator.comparingDouble(Course::getPrice).reversed());

// 價格升序 -> 標題降序
list.sort(Comparator
    .comparingDouble(Course::getPrice)
    .thenComparing(Comparator.comparing(Course::getTitle).reversed()));

// null 安全：沒價格的排最後
list.sort(Comparator.nullsLast(Comparator.comparingDouble(Course::getPrice)));

常見新手錯誤與修正

實戰小練習

1. 建立 Student(name, score) 類別，實作 Comparable 依分數降序。
2. 寫一個 NameComparator 依姓名筆畫數排序 (提示：Collator.getInstance(Locale.TRADITIONAL_CHINESE))。
3. 對同一組學生陣列，分別用自然排序與 NameComparator 排序並印出。

總結

• Comparable = 內建預設排序，implements Comparable<T> + compareTo。
• Comparator = 外部可換裝排序，implements Comparator<T> + compare，或用 Lambda。
• 記得用 Double.compare/Integer.compare 避免溢位。
• 善用 Comparator.comparing/thenComparing/reversed/nullsLast 鏈式 API，程式碼最乾淨。