Java 比較器核心：Comparable 與 Comparator 區別、實現與最佳實踐

Java 比較器核心：Comparable 與 Comparator 區別、實現與最佳實踐

Java 提供兩大排序介面：Comparable<T>（內部比較）與 Comparator<T>（外部比較器）。本文通過完整代碼範例解析兩者定義、使用場景、策略模式應用與選型建議。

1. Comparable<T>：自然順序

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

• 類別**自身實現**，表示「我會跟同類比大小」。
• 實現後，`List` 可直接 `Collections.sort(list)`、`Arrays.sort(array)`。
• 返回值語意：負數＝小於、0＝等於、正數＝大於。

範例：Student 按年齡→姓名排序

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;
    // 構造器、getter/setter 省略

    @Override
    public int compareTo(Student other) {
        if (this.age != other.age) return Integer.compare(this.age, other.age);
        return this.name.compareTo(other.name);  // 年齡相同按姓名
    }
}

// 使用
List<Student> list = Arrays.asList(
    new Student("xiaosi", 24),
    new Student("sunny", 24),
    new Student("yoona", 21),
    new Student("kim", 27)
);
Collections.sort(list);
// 輸出：yoona(21) → sunny(24) → xiaosi(24) → kim(27)

2. Comparator<T>：策略模式外部比較器

public interface Comparator<T> {
    int compare(T o1, T o2);
    boolean equals(Object obj);  // 通常不需覆寫
}

• **獨立類別**實現，不修改被比較類別（符合開閉原則）。
• 一個類別可擁有多種比較策略（按姓名、按年齡、按ID倒序...）。
• 調用：`Collections.sort(list, new MyComparator())`。

範例：Teacher 外部比較器

public class Teacher {
    private String name;
    private int age;
    // 省略 getter/setter
}

public class TeacherComparator implements Comparator<Teacher> {
    @Override
    public int compare(Teacher t1, Teacher t2) {
        if (t1.getAge() != t2.getAge()) return Integer.compare(t1.getAge(), t2.getAge());
        return t1.getName().compareTo(t2.getName());
    }
}

// 使用
Collections.sort(teachers, new TeacherComparator());

3. 核心差異對照

4. 進階用法：Lambda 與 Comparator 組合 (Java 8+)

返回 `this.field - other.field` 整數溢出風險 → 改用 `Integer.compare(a, b)` 或 `Long.compare(a, b)`。
未處理 `null` 導致 NPE → 用 `Comparator.nullsFirst/Last` 包裝。