10.2 Das Interface Comparable

• 10.2 Das Interface Comparable

Interfaces werden verwendet, um Eigenschaften auszudrücken, die auf Klassen aus unterschiedlichen Klassenhierarchien zutreffen können. Das erkennt man auch daran, dass ihre Namen oft (substantivierte) Eigenschaftswörter sind. Ein bekanntes Beispiel aus der Java-Klassenbibliothek ist das Interface Comparable des Pakets java.lang:

public interface Comparable
{
  public int compareTo(Object o);
}

Dieses Interface kann von Klassen implementiert werden, deren Objekte paarweise vergleichbar sind. Die Methode compareTo liefert genau dann einen Wert kleiner 0, wenn das Objekt »kleiner«; größer 0, wenn es »größer«, und gleich 0, wenn es »gleich« dem als Argument übergebenen Objekt o ist. In der Klassenbibliothek gibt es eine ganze Reihe von Klassen, die Comparable implementieren, beispielsweise String und Character oder die numerischen Wrapper-Klassen (Letztere werden in Abschnitt 11.2 erläutert).

Mit Hilfe von Comparable kann die Reihenfolge der Objekte einer Klasse ermittelt werden. Aus dem paarweisen Vergleich lässt sich eine (nicht notwendigerweise eindeutige) implizite Ordnung der Elemente ableiten, denn für alle aufeinanderfolgenden Objekte a und b muss a.compareTo(b) <= 0 gelten. Damit ist es möglich, Methoden zu schreiben, die das kleinste oder größte Element einer Menge von Objekten ermitteln oder diese sortieren:

001 /* Listing1007.java */ 002 003 public class Listing1007 004 { 005 public static Object getSmallest(Comparable[] objects) 006 { 007 Object smallest = objects[0]; 008 for (int i = 1; i < objects.length; ++i) { 009 if (objects[i].compareTo(smallest) < 0) { 010 smallest = objects[i]; 011 } 012 } 013 return smallest; 014 } 015 016 public static void bubbleSort(Comparable[] objects) 017 { 018 boolean sorted; 019 do { 020 sorted = true; 021 for (int i = 0; i < objects.length - 1; ++i) { 022 if (objects[i].compareTo(objects[i + 1]) > 0) { 023 Comparable tmp = objects[i]; 024 objects[i] = objects[i + 1]; 025 objects[i + 1] = tmp; 026 sorted = false; 027 } 028 } 029 } while (!sorted); 030 } 031 032 public static void main(String[] args) 033 { 034 //Erzeugen eines String-Arrays 035 Comparable[] objects = new Comparable[4]; 036 objects[0] = "STRINGS"; 037 objects[1] = "SIND"; 038 objects[2] = "PAARWEISE"; 039 objects[3] = "VERGLEICHBAR"; 040 //Ausgeben des kleinsten Elements 041 System.out.println((String)getSmallest(objects)); 042 System.out.println("--"); 043 //Sortieren und Ausgaben 044 bubbleSort(objects); 045 for (int i = 0; i < objects.length; ++i) { 046 System.out.println((String)objects[i]); 047 } 048 } 049 }

Listing1007.java

Listing 10.7: Das Interface Comparable

Die Implementierung der Methode getSmallest ist leicht zu verstehen. Das kleinste Element wird gefunden, indem jedes Element des Arrays mit dem bis dato kleinsten Element verglichen wird. Ist es kleiner, wird das bisherige kleinste Element ersetzt, andernfalls bleibt es unverändert. Die Implementierung von bubbleSort folgt ebenfalls einem einfachen Schema. In jedem Array-Durchlauf werden zwei aufeinanderfolgende Elemente vertauscht, falls das zweite kleiner als das erste ist. Es werden so viele Durchläufe vorgenommen, bis keine Vertauschung mehr stattgefunden hat.

Bemerkenswert ist hierbei die Generizität (Typunabhängigkeit) der Lösung. Es spielt keine Rolle, welche Art von Objekten sortiert wird, solange alle das Interface Comparable implementieren. Bei Strings ist das standardmäßig der Fall; eigene Klassen könnten ihre eigene Implementierung von Comparable beisteuern. Bei Objekten, die auch Groesse implementieren, könnte beispielsweise das Volumen (Länge mal Breite mal Höhe) oder eine beliebige andere Verknüpfung der Raumlängen verwendet werden.

Auch Objekte unterschiedlicher Klassen können problemlos miteinander verglichen werden, sofern compareTo dazu in der Lage ist. So ist es leicht vorstellbar, dass sowohl Autos als auch Fußballplätze und Papierblätter (und eventuell noch Äpfel und Birnen) auf der Basis ihrer Grundfläche (siehe Listing 10.5) miteinander verglichen werden, denn diese Maßzahl hat für alle beteiligten Klassen eine Bedeutung.

Tip