面试题：Java TreeSet自然排序在复杂对象场景下的应用

Question

假设有一个自定义类Student，包含name（String类型）和age（int类型）属性。要求使用TreeSet对Student对象进行自然排序，首先按age升序，如果age相同则按name的字典序升序。请编写实现代码，并解释实现过程中如何处理Comparable接口或Comparator接口。

Answer 1

import java.util.TreeSet;

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

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student other) {
        if (this.age != other.age) {
            return this.age - other.age;
        } else {
            return this.name.compareTo(other.name);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>();
        treeSet.add(new Student("Alice", 20));
        treeSet.add(new Student("Bob", 18));
        treeSet.add(new Student("Alice", 18));

        for (Student student : treeSet) {
            System.out.println("Name: " + student.getName() + ", Age: " + student.getAge());
        }
    }
}

实现过程说明

1. 实现Comparable接口：为了让Student类对象能够在TreeSet中进行自然排序，Student类实现了Comparable接口，并实现了compareTo方法。
2. compareTo方法逻辑：
   • 首先比较两个Student对象的age属性，如果当前对象的age小于传入对象的age，返回一个负整数；如果大于，返回一个正整数；如果相等，则比较name属性。
   • 比较name属性时，调用String类的compareTo方法，该方法会按照字典序进行比较，同样返回负整数、正整数或0，以表示当前对象的name在字典序上小于、大于或等于传入对象的name。
3. 使用TreeSet：在main方法中，创建了一个TreeSet对象，并向其中添加Student对象。由于Student类实现了Comparable接口，TreeSet会自动按照compareTo方法定义的规则对元素进行排序。最后遍历TreeSet，输出排序后的结果。

如果使用Comparator接口，步骤如下：

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

class Student {
    private String name;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

class StudentComparator implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student s1, Student s2) {
        if (s1.getAge() != s2.getAge()) {
            return s1.getAge() - s2.getAge();
        } else {
            return s1.getName().compareTo(s2.getName());
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(new StudentComparator());
        treeSet.add(new Student("Alice", 20));
        treeSet.add(new Student("Bob", 18));
        treeSet.add(new Student("Alice", 18));

        for (Student student : treeSet) {
            System.out.println("Name: " + student.getName() + ", Age: " + student.getAge());
        }
    }
}

使用Comparator接口说明

1. 创建Comparator实现类：创建一个实现Comparator接口的类StudentComparator，在compare方法中定义比较逻辑，与Comparable接口中compareTo方法的逻辑一致。
2. 使用TreeSet：在创建TreeSet对象时，将StudentComparator的实例作为参数传入构造函数。这样TreeSet会使用我们自定义的Comparator来对Student对象进行排序。