[JAVA]자바 Comparable 과 Comparator
Comparable 과 Comparator
코딩테스트나 개발하면서 기본으로 제공되는 정렬로 해결이 안되는 경우가 많다. 그때 Comparable, Comparator 를 활용해 커스텀 정렬 기준을 만들어 사용할 수 있다.
Comparable 이나 Comparator 둘 다 비교해주는 기능은 동일하다. 단순히 비교기능만 필요하다면 어떤것을 사용하든 상관없다. 참고로 Comparable, Comparator 는 인터페이스로 무조건 구현이 필요하다.
Comparable
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public interface Comparable<T> {
public int compareTo(T o);
}
Comparable 클래스에는 public int compareTo(T o) 함수가 선언되어있어, 사용한다면 해당 함수를 구현해줘야 한다. 그리고 매개변수가 단 한 개 만(T o) 있다! 비교대상이 자기자신과 (T o) 이기 때문이다. 그래서 자기자신과 비교할 o 객체랑 어떻게 비교할지 public int compareTo(T o) 함수를 구현해주면 되는것이다.
다음은 Comparable 를 사용한 예제이다. 참고로 예제는 백준 문제 10825 의 정답의 일부분을 가져왔다.
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class Student implements Comparable<Student> {
String name;
int korean;
int english;
int math;
public Student(String name, int korean, int english, int math) {
this.name = name;
this.korean = korean;
this.english = english;
this.math = math;
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
if (this.korean != o.korean) {
return o.korean - this.korean;
}
if (this.english != o.english) {
return this.english - o.english;
}
if (this.math != o.math) {
return o.math - this.math;
}
return this.name.compareTo(o.name);
}
}
Student 클래스를 보면 비교를 위해 Comparable<Student> 를 상속받아 compareTo(Student o) 를 구현하였다.
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Student student1 = new Student("a", 50, 60, 70);
Student student2 = new Student("b", 60, 60, 70);
Student student3 = new Student("c", 70, 60, 70);
int num = student1.compareTo(student2); // 10 을 반환한다.
여기서는 student1 국어점수가(korean) 50점으로 student2 대한 차이값 10 을 반환한다. student1 을(본인) 기준으로 student2가 비교대상이 된다.
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if (this.korean != o.korean) {
return o.korean - this.korean;
}
참고로 return o.korean - this.korean 에서 o.korean 이 비교대상, this.korean 이 본인이다.
주의사항
위의 예제처럼 단순히 본인과 비교대상의 차의 값을 리턴하면 코드로 간결하게 표현이 가능하지만, 리턴값이 int 자료형이기 때문에 이를 유의해야한다. 만약 본인 국어점수가 2,100,000,000 점, 비교 대상 점수가 -2,100,000,000점 이면 this.korean - o.korean 눈 4,200,000,000 가 결과값으로 나오면서 int 자료형을 초과해 오버플로우가 나면 음수로 값을 반환할 수 있다.
그러니 자료형과 값의범위를 꼭 확인하자!
Comparator
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@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
}
Comparator 의 경우 함수형인터페이스이며, compare 함수 외에도 여러 default static 함수들이 포함되어있다.
Comparable 와는 다르게 구현해야할 int compare(T o1, T o2) 의 매개변수가 2개 이다. Comparable 은 자기자신과 비교를 했지만, Comparator 의 경우 두 개의 객체를 넘겨주기에, 넘겨주는 두 개의 객체 서로가 비교대상이다.
다음은 Comparable 구현했던 예제를 Comparator 로 바꾼 예제이다.
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class Student implements Comparator<Student> {
String name;
int korean;
int english;
int math;
public Student(String name, int korean, int english, int math) {
this.name = name;
this.korean = korean;
this.english = english;
this.math = math;
}
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
if (o1.korean != o2.korean) {
return o2.korean - o1.korean;
}
if (o1.english != o2.english) {
return o1.english - o2.english;
}
if (o1.math != o2.math) {
return o2.math - o1.math;
}
return o1.name.compareTo(o2.name);
}
}
Comparator 의 int compare(T o1, T o2) 메소드는 본인을 기준으로 비교하는게 아닌 매개변수로 받은 두 객체끼리 비교를 해준다.
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Student student1 = new Student("a", 50, 60, 70);
Student student2 = new Student("b", 60, 60, 70);
Student student3 = new Student("c", 70, 60, 70);
int num = student3.compare(student1, student2); // 10 을 반환한다.
그래서 student3.compare(student1, student2) 에서는 student1 과 student2 를 비교해서 점수차이인 10 을 반환한다. student3 은 그냥 Student 클래스에 있는 compareTo 함수를 호출하기위해 사용했을뿐, 실제로 비교에는 아무런 영향을 끼치지 않는다.
근데 이러면 student3 는 사용할 필요도없는데 사용하지 않는가? 다른 사람이 보면 헷갈리게 할 수 있는 코드가 된다(쓰레기같은 코드다). 그래서 익명객체를 이용해서 구현해주는 방법이 있다.
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class Test {
public void test() {
Comparator<Student> comparator = new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
if (o1.korean != o2.korean) {
return o2.korean - o1.korean;
}
if (o1.english != o2.english) {
return o1.english - o2.english;
}
if (o1.math != o2.math) {
return o2.math - o1.math;
}
return o1.name.compareTo(o2.name);
}
};
}
class Student {
String name;
int korean;
int english;
int math;
public Student(String name, int korean, int english, int math) {
this.name = name;
this.korean = korean;
this.english = english;
this.math = math;
}
}
}
이런식으로 Student 클래스에 Comparator 구현하는게 아닌 익명 객체로 구현해두고 필요할때 써먹을 수 있게 만들 수 있다.
Comparable 과 다르게 Student 클래스에 구현하지 않아도 된다! 라는건 생각해보면 많은 이점이 있다. Comparable 은 Student 에 단 하나의 기준만 세울 수 있지만, Comparator 를 활용하면 여러개의 익명객체를 만듬으로써 여러가지 기준에서 필요한것을 골라서 사용할 수 있다.
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Student student1 = new Student("a", 50, 60, 70);
Student student2 = new Student("b", 60, 60, 70);
Student student3 = new Student("c", 70, 60, 70);
Student student = comparator.compare(student1, student2); // student1 을 반환한다.
compare 함수를 사용할때도 무의미한 Student 객체를 사용해서 호출하는게아닌 Comparator 익명 객체를 활용해 비교를 진행할 수 있다.
정렬
자바의 경우 기본적으로 오름차순으로 정렬을 해주지만, 특정 객체끼리 정렬을 하면 커스텀이 필요하다. 그래서 Comparable 의 int compareTo(T o) 함수와, Comparator 의 int compare(T o1, T o2) 함수를 이용해 정렬기준을 세우는데 해당 함수 반환값이 둘 다 int 이다.
리턴값이
0, 음수 일 때 교환하지 않는다.
양수 일 때 교환한다.
Comparable 기준으로 예를 들면
this.korean - o.korean 은 오름차순으로 정렬이 된다.
예를 들어 본인 국어점수가 50점, 비교 대상이 60점이면 결과가 -10 이므로 변경이 일어나지 않는다. 그러니 이런식으로 각각 비교하면 결국 50 60 70 … 이런 순으로 오름차순으로 정렬이 된다.
o.korean - this.korean 은 내림차순으로 정렬이 된다.
예를 들어 본인 국어점수가 50점, 비교 대상이 60점이면 10 이므로 변경이 생긴다. 그리고 본인 국어점수가 50점, 비교 대상이 40점이면 -10 이므로 변경이 생기지 않는다. 그러니 이런식으로 각각 비교하면 결국 70 60 50 으로 내림차순으로 정렬이 된다.
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List<Student> students = new ArrayList<>();
students.add(new Student("a", 50, 60, 70));
students.add(new Student("b", 60, 60, 70));
students.add(new Student("c", 70, 60, 70));
// Comparable 사용시
Collections.sort(students);
// Comparator 익명객체 사용시
// 방법1
Collections.sort(students, comparator);
// 방법2
students.sort(comparatro);
컬렉션에서
Comparable 의 경우 Collections.sort(students) 를 사용해 정렬할 수 있다. 당연히 Student 클래스에 Comparable 을 구현하지않으면 에러가 난다.
Comparator 의 경우 Collections.sort(students) 을 해도 되지만 익명객체를 이용한다면 익명객체를 함께 넣어줘야한다. 그리고 Comparable 과 다르게 Student 클래스 리스트에서 sort 정렬을 익명객체를 넣어서도 사용할 수 있다.
배열의 경우에는 Collections 에서 Arrays 로 바꿔주면 된다.
마무리
마지막으로 해당 문서에 이용한 백준에서 풀었던 예제 코드를 올린다. 나는 Comparable 을 이용하여 풀었다. Comparator 가 객체지향 관점에서는 더 좋지만, 푸는 시간이 중요한 코딩테스트 같은경우 Comparable 이 더 간단하게 구현할 수 있다.
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import java.util.Collections;
public class Baekjoon10825 {
public void solution() {
int N = 0;
List<Student> students = new ArrayList<>();
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
StringTokenizer st;
N = Integer.parseInt(br.readLine());
for (int i = 0; i < N; i++) {
st = new StringTokenizer(br.readLine());
students.add(new Student(st.nextToken(),
Integer.parseInt(st.nextToken()),
Integer.parseInt(st.nextToken()),
Integer.parseInt(st.nextToken())));
}
} catch (Exception e) {
}
Collections.sort(students);
StringBuilder sb = new StringBuilder();
students.forEach(s -> sb.append(s.name).append(System.getProperty("line.separator")));
System.out.println(sb);
}
}
class Student implements Comparable<Student> {
String name;
int korean;
int english;
int math;
public Student(String name, int korean, int english, int math) {
this.name = name;
this.korean = korean;
this.english = english;
this.math = math;
}
@Override
public int compareTo(Student o2) {
if (korean != o2.korean) { // 국어점수가 같지않으면
return o2.korean - korean; // 국어 점수를 내림차순으로
}
if (english != o2.english) { // 국어점수가 같고 영어점수가 같지않으면
return english - o2.english; // 영어 점수를 오름차순으로
}
if (math != o2.math) { // 국어점수가 같고 영어점수가 같고 수학점수가 같지않으면
return o2.math - math; // 수학 점수를 내림차순으로
}
// 국어점수 같고 영어점수 같고 수학점수 같으면
return name.compareTo(o2.name); // 이름 사전순으로 정렬
// string 의 경우 기본적으로 compareTo 함수를 이용해 정렬할 수 있다.
}
}