아이템34:
아이템10:
compareTo()는 Object의 메서드가 아니다. compareTo() 단순 동치성 비교에 더해 순서까지 비교할 수 있으며, 제네릭하다. (타입을 지정이 가능하다)
Comparable 구현했다는 것은 그 클래스의 인스턴스들에는 자연적인 순서(natural order)가 있음을 뜻한다.
Arrays.sort(a);검색, 극단값 계산, 자동 정렬되는 컬렉션 관리도 가능하다.
다음은 명령줄 인수들을 알파벳순으로 출력한다.
public class WordList{
public static void main(String[] args) {
Set<String> s = new TreeSet<>();
Collections.addAll(s, args);
System.out.printlns(s);
}
}자바 플랫폼 라이브러리의 모든 값 클래스와 열거 타입이 Comparable을 구현했다. 알파벳, 숫자, 연대 같이 순서가 명확한 값 클래스를 작성한다면 반드시 Comparable 인터페이스를 구현하자.
public interface Comparable<T> {
int compareTo(T t);
}객체의 순서를 비교한다. 이 객체가 주어진 객체보다 작으면 음의 정수를, 같으면 0을, 크면 양의 정수를 반환한다. 이 객체와 비교할 수 없는 타입의 객체가 주어지면 ClassCastException 을 던진다.
- Comparable을 구현한 클래스는 모든 x, y에 대해
sgn(x.compareTo(y)) == -sgn(y.compareTo(x))x.compareTo(y)는 y.compareTo(x)가 예외를 던질 때에 한해 예외를 던져야 한다.
- Comparable을 구현한 클래스는 추이성을 보장해야 한다. 즉, (x.compareTo(y) > 0 && y.compareTo(z) > 0) 이면 x.compareTo(z) > 0 이다.
- Comparable을 구현한 클래스는 모든 z에 대해 x.compareTo(y) == 0 이면 sgn(x.compareTo(z)) == sgn(y.compareTo(z)) 다.
- 권고가 필수는 아니지만 (x.compareTo(y) == 0 ) == (x.equals(y)) 여야 한다. Comparable을 구현하고 이 권고를 지키지 않는 모든 클래스는 그 사실을 명시해야 한다.
이 클래스의 순서는 equals 메서드와 일관되지 않다.
모든 객체에 대해 전역 동치관계를 부여하는 equals 메서드와 달리, compareTo는 타입이 다른 객체를 신경쓰지 않아도 된다. 타입이 다른 객체가 주어지면 간단히 ClassCastException 을 던져도 된다.
비교를 활용하는 클래스의 예로는
- TreeSet, TreeMap(정렬된 컬렉션)
- Collections, Arrays(정렬 알고리즘을 활용하는 유틸리티 클래스)
즉, 첫 번째 객체가 두 번째 객체보다 작으면, 두 번째가 첫 번째보다 커야 한다. 첫 번째가 두 번째와 크기가 같다면, 두 번째는 첫 번째와 같아야 한다. 마지막으로 첫 번째가 두 번째보다 크면, 두 번째는 첫 번째보다 작아야 한다.
→ 반사성, 대칭성, 추이성을 충족해야 할 것
Comparable을 구현한 클래스를 확장해 값 컴포넌트를 추가하고 싶다면, 확장하는 대신 독립된 클래스를 만들고, 이 클래스에 원래 클래스의 인스턴스를 가리키는 필드를 둘 것.
그 다음에 내부 인스턴스를 반환하는 '뷰' 메서드를 제공하면 된다.
→ 바깥 클래스에 원하는 compareTo 메서드를 구현해넣을 수 있다.
마지막 규약은 간단히 말하면 compareTo 메서드로 수행한 동치성 테스트의 결과가 equals와 같아야 한다.
compareTo로 줄지은 순서와 equals의 결과가 일관되게 된다.
Comparable은 타입을 인수로 받는 제네릭 인터페이스이므로 compareTo 메서드의 인수 타입은 컴파일타임에 정해진다. 인수 타입을 확인하거나 형변환할 필요가 없음.
compareTo 메서드는 각 필드가 동치인지를 비교하는게 아니라 그 순사를 비교한다. 객체 참조 필드를 비교하려면 compareTo 메서드를 재귀적으로 호출한다.
Comparable을 구현하지 않은 필드나 표준이 아닌 순서로 비교해야 한다면 비교자(Comparator)를 대신 사용한다. 비교자는 직접 만들거나 자바가 제공하는 것 중 골라 쓰면 된다.
예시) 아이템10 - 객체 참조 필드가 하나뿐인 비교자
public final class CaseInsensitiveString implements Comparable<CaseInsensitiveString> {
public int compareTo(CaseInsensitiveString cis) {
return String.CASE_INSENSITIVE_ORDER.compare(s, cis.s);
}
}CaseInsensitiveString의 참조는 CaseInsensitiveString 참조만 비교할 수 있다는 뜻으로, Comparable을 구현할 때 일반적으로 따르는 패턴이다.
→ compareTo 메서드에서 관계 연산자 < 와 > 를 사용하는 이전 방식은 거추장스럽고 오류를 유발하니, 추천하지 않음.
가장 핵심적인 필드부터 비교할 것. 비교 결과가 0이 아니라면, 즉 순서가 결정되면 거기서 끝.
똑같지 않은 필드를 찾을 때까지 그 다음으로 중요한 필드를 비교해나간다.
예시) 아이템10 - 기본 타입 필드가 여럿일 때의 비교자
public int compareTo(PhoneNumber pn) {
int result = Short.compare(areaCode, pn.areaCode); // 가장 중요한 필드
if (result == 0) {
result = Short.compare(prefix, pn.prefix); // 두 번째로 중요한 필드
if (result == 0) {
result = Short.compare(lineNum, pn.lineNum); // 세 번째로 중요한 필드
}
}
return result;
}비교자 생성 메서드와 팀을 꾸려 메서드 연쇄 방식으로 비교자를 생성할 수 있다. 이 비교자들을 Compaable 인터페이스가 원하는 compareTo 메서드를 구현하는 데 멋지게 활용할 수 있다.
but, 약간의 성능 저하가 뒤따른다.
예시) 아이템10 - 비교자 생성 메서드를 활용한 비교자
private static final Comparator<PhoneNumber> COMPARATOR =
comparingInt((PhoneNumber pn) -> pn.areaCode)
.thenComparingInt(pn -> pn.prefix)
.thenComparingInt(pn -> pn.lineNum);
public int compareTo(PhoneNubmer pn) {
return COMPARATOR.compare(this, pn);
}비교자 생성 메서드 2개를 이용해 비교자를 생성했다.
첫 번째인 comparingInt는 객체 참조를 int 타입 키에 매핑하는 키 추출 함수(key extractor function)를 인수로 받아, 그 키를 기준으로 순서를 정하는 비교자를 반환하는 정적 메서드이다.
그 다음 comparingInt는 람다를 인수로 받으며, 람다는 PhoneNumber에서 추출한 지역 코드를 기준으로 전화번호의 순서를 정하는 Comparator 를 반환한다.
두 번째 비교자 생성 메서드인 thenComparingInt를 수행할 때는 타입을 명시 하지 않아도 자바의 타입 추론 능력이 있어 추론할 수 있다. 그 뒤로 차례로 비교한다.
Comparator는 수많은 보조 생성 메서드들을 가지고 있다.
long과 double용으로는 comparingInt와 thenComparingInt의 변형 메서드를 준비했다.
short처럼 더 작은 정수 타입에는 int용 버전을 사용하면 된다.
객체 참조용 비교자 생성 메서드도 준비되어 있다.
첫 번째는 키 추출자를 받아서 그 키의 자연적 순서를 사용한다.
두 번째는 키 추출자 하나와 추출된 키를 비교할 비교자까지 총 2개의 인수를 받는다.
- 비교자 하나만 인수로 받아 그 비교자로 부차 순서를 정한다.
- 키 추출자를 인수로 받아 그 키의 자연적 순서로 보조 순서를 정한다.
- 키 추출자 하나와 추출된 키를 비교할 비교자까지 총 2개의 인수를 받는다.
예시) 해시코드 값의 차를 기준으로 하는 비교자 - 추이성 위배!
static Comparator<Object> hashCodeOrder = new Comparator<>() {
public int compare(Object o1, Object o2) {
return o1.hashCode() - o2.hashCode();
}
}이 방식은 정수 오버플로우를 일으키거나 부동소수점 계산 방식에 따른 오류를 낼 수 있다.
다음과 같은 방식 두가지 중 하나만을 사용할 것!
예시) 정적 compare 메서드를 활용한 비교자 // 비교자 생성 메서드를 활용한 비교자
static Comparator<Object> hashCodeOrder = new Comparator<>() {
public int compare(Object o1, Object o2) {
return Integer.compare(o1.hashCode(), o2.hashCode(); // compare 사용
}
}
static Comparator<Object> hashCodeOrder =
Comparator.comparingInt(o -> o.hashCode());순서를 고려해야 하는 값 클래스를 작성한다면 꼭 Comparable 인터페이스를 구현하여, 그 인스턴스들을 쉽게 정렬, 검색, 비교 기능을 제공하는 컬렉션과 어우러지게 해야 한다.
박싱된 기본 타입 클래스가 제공하는 정적 compare 메서드나 Comparator 인터페이스가 제공하는 비교자 생성 메서드를 사용하자.
p89... 정렬된 컬렉션인 TreeSet과, TreeMap... 유틸리티 클래스인 Collections와 Arrays가 있다.
TreeSet, TreeMap, Collections, Arrays에 대해 간단하게 알아보면 좋을 것 같아요!뒷부분 유틸리티 클래스는 몇번 사용해본 적있지만, Tree 계열은 좀 생소하네요...
Tree 계열은 데이터 입력의 순서를 보장해주는 Table 자료구조로 기존의 Set, Map에 비해 성능은 보장해주지 않습니다. 언어 Python에서는 ordereddict 라는 딕셔너리 자료구조와 비슷하다고 할 수 있습니다.
compareTo, Comparator를 활용한 코드 예제를 통해 차이점을 알 수 있을까요?책만 읽으니까 두개의 차이점을 잘 모르겠어요.
Comparator는 인터페이스이고 compareTo는 Comparable 인터페이스의 선언된 메서드입니다. 저는 주로 알고리즘에서 정렬을 커스텀하여 사용할 때 사용하는데요. 아래 간단한 예제를 볼게요.
public void sort() {
Integer[] numbers = {5, 3, 2, 9, 7};
Arrays.sort(numbers, new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o1.compareTo(o2);
}
});
}
// result
[2, 3, 5, 7, 9]
보시는 것처럼 배열에 Comparator의 인터페이스를 새로 구현 클래스로 생성하여 사용했습니다. Comparaor 인터페이스의 compare 메서드를 compareTo 메서드를 활용하여 재정의 하였구요. 아래는 동일한 코드를 람다식으로 보기좋게 변환한 코드입니다.
public void sort() {
Integer[] numbers = {5, 3, 2, 9, 7};
Arrays.sort(numbers, (o1, o2) -> o1.compareTo(o2));
}
한결 보기 좋아졌습니다. Comparator는 비교값들은 원하는 중요순위 순서로 정렬할 수 있어 활용도가 높습니다. 아래는 제가 Comparator를 학습하면서 풀었던 알고리즘 문제인데요. 풀어보시면 도움이 될 겁니다.
henry 블로그 : https://wooody92.github.io/algorithm/Algorithm-Comparator/