基于java 实现对比Excel的小工具 java数据分析比对

目录

1. 元素的比较

1.1 基本类型的比较

1.2 对象比较的问题

2. 对象的比较

2.1 覆写基类的equals

2.2 基于Comparble接口类的比较

2.3 基于比较器比较

2.4 三种比较方式

3. 集合框架中PriorityQueue的比较方式

4. top-k问题

4.1 使用PriorityQueue创建大小堆，解决TOPK问题

4.2 例题

解题思路

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1. 元素的比较

1.1 基本类型的比较

在 Java 中，基本类型的对象可以直接比较大小。

public static void main(String[] args) {
    int a = 10;
    int b = 20;
    System.out.println(a > b);
    System.out.println(a < b);
    System.out.println(a == b);

    char c1 = 'A';
    char c2 = 'B';
    System.out.println(c1 > c2);
    System.out.println(c1 < c2);
    System.out.println(c1 == c2);

    boolean b1 = true;
    boolean b2 = false;
    System.out.println(b1 == b2);
    System.out.println(b1 != b2);
}

1.2 对象比较的问题

class Card {
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
    this.suit = suit;
    }
}
public class TestPriorityQueue {
    public static void main(String[] args) {
    Card c1 = new Card(1, "♠");
    Card c2 = new Card(2, "♠");
    Card c3 = c1;
    //System.out.println(c1 > c2); // 编译报错
    System.out.println(c1 == c2); // 编译成功 ----> 打印false，因为c1和c2指向的是不同对象
    //System.out.println(c1 < c2); // 编译报错
    System.out.println(c1 == c3); // 编译成功 ----> 打印true，因为c1和c3指向的是同一个对象
    }
}

c1 、 c2 和 c3 分别是 Card 类型的引用变量，上述代码在比较编译时：

c1 > c2 编译失败

c1== c2 编译成功

c1 < c2 编译失败

从编译结果可以看出， Java 中引用类型的变量不能直接按照 > 或者 < 方式进行比较 。 那为什么 == 可以比较？

因为： 对于用户实现自定义类型，都默认继承自 Object 类，而 Object 类中提供了 equal 方法，而 == 默认情况下调 用的就是 equal 方法 ，但是该方法的比较规则是： 没有比较引用变量引用对象的内容，而是直接比较引用变量的地 址 ，但有些情况下该种比较就不符合题意。

// Object中equal的实现，可以看到：直接比较的是两个引用变量的地址
public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

2. 对象的比较

有些情况下，需要比较的是对象中的内容，比如：向优先级队列中插入某个对象时，需要对按照对象中内容来调整堆，那该如何处理呢？

2.1 覆写基类的equals

public class Card {
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        // 自己和自己比较
        if (this == o) {
            return true;
        }
        // o如果是null对象，或者o不是Card的子类
        if (o == null || !(o instanceof Card)) {
            return false;
        }
        // 注意基本类型可以直接比较，但引用类型最好调用其equal方法
        Card c = (Card)o;
        return this.rank == c.rank && suit.equals(c.suit);
    }
}

【注意】  一般覆写 equals 的套路就是上面演示的

1. 如果指向同一个对象，返回 true

2. 如果传入的为 null ，返回 false

3. 如果传入的对象类型不是 Card ，返回 false

4. 按照类的实现目标完成比较，例如这里只要花色和数值一样，就认为是相同的牌

5. 注意下调用其他引用类型的比较也需要 equals ，例如这里的 suit 的比较，覆写基类equal 的方式虽然可以比较，但缺陷是： equal 只能按照相等进行比较，不能按照大于、小于的方式进行 比较 。

2.2 基于Comparble接口类的比较

Comparble是 JDK 提供的泛型的比较接口类，源码实现具体如下：

public interface Comparable<E> {
    // 返回值:
    // < 0: 表示 this 指向的对象小于 o 指向的对象
    // == 0: 表示 this 指向的对象等于 o 指向的对象
    // > 0: 表示 this 指向的对象大于 o 指向的对象
    int compareTo(E o);
}

对用用户自定义类型，如果要想按照大小与方式进行比较时： 在定义类时，实现 Comparble 接口即可，然后在类 中重写 compareTo 方法。

public class Card implements Comparable<Card> {
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }
    // 根据数值比较，不管花色
    // 这里我们认为 null 是最小的
    @Override
    public int compareTo(Card o) {
        if (o == null) {
            return 1;
        }
        return rank - o.rank;
    }
    public static void main(String[] args){
        Card p = new Card(1, "♠");
        Card q = new Card(2, "♠");
        Card o = new Card(1, "♠");
        System.out.println(p.compareTo(o)); // == 0，表示牌相等
        System.out.println(p.compareTo(q)); // < 0，表示 p 比较小
        System.out.println(q.compareTo(p)); // > 0，表示 q 比较大
    }
}

Compareble 是 java.lang 中的接口类，可以直接使用。

2.3 基于比较器比较

按照比较器方式进行比较，具体步骤如下：

用户自定义比较器类，实现 Comparator 接口

public interface Comparator<T> {
    // 返回值:
    // < 0: 表示 o1 指向的对象小于 o2 指向的对象
    // == 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
    // > 0: 表示 o1 指向的对象等于 o2 指向的对象
    int compare(T o1, T o2);
}

【注意】 区分 Comparable 和 Comparator 。

覆写 Comparator 中的 compare 方法

import java.util.Comparator;
class Card {
    public int rank; // 数值
    public String suit; // 花色
    public Card(int rank, String suit) {
        this.rank = rank;
        this.suit = suit;
    }
}

class CardComparator implements Comparator<Card> {
    // 根据数值比较，不管花色
    // 这里我们认为 null 是最小的
    @Override
    public int compare(Card o1, Card o2) {
        if (o1 == o2) {
            return 0;
        }
        if (o1 == null) {
            return -1;
        }
        if (o2 == null) {
            return 1;
        }
        return o1.rank - o2.rank;
    }

    public static void main(String[] args){
        Card p = new Card(1, "♠");
        Card q = new Card(2, "♠");
        Card o = new Card(1, "♠");
        // 定义比较器对象
        CardComparator cmptor = new CardComparator();
        // 使用比较器对象进行比较
        System.out.println(cmptor.compare(p, o)); // == 0，表示牌相等
        System.out.println(cmptor.compare(p, q)); // < 0，表示 p 比较小
        System.out.println(cmptor.compare(q, p)); // > 0，表示 q 比较大
    }
}

【注意】Comparator是java.util 包中的泛型接口类，使用时必须导入对应的包

2.4 三种比较方式

覆写的方法	说明
Object.equals	因为所有类都是继承自 Object 的，所以直接覆写即可，不过只能比较相等与 否
Comparable.compareTo	需要手动实现接口，侵入性比较强，但一旦实现，每次用该类都有顺序，属于 内部顺序
Comparator.compare	需要实现一个比较器对象，对待比较类的侵入性弱，但对算法代码实现侵入性 强

3. 集合框架中PriorityQueue的比较方式

集合框架中的 PriorityQueue 底层使用堆结构，因此其内部的元素必须要能够比大小， PriorityQueue 采用了： Comparble和 Comparator 两种方式。

1. Comparble 是默认的内部比较方式，如果用户插入自定义类型对象时，该类对象必须要实现 Comparble 接口，并覆写compareTo 方法

2. 用户也可以选择使用比较器对象，如果用户插入自定义类型对象时，必须要提供一个比较器类，让该类实现Comparator接口并覆写 compare 方法。

4. top-k问题

top-k 问题：最大或者最小的前 k 个数据。比如：世界前 500 强公司

4.1 使用PriorityQueue创建大小堆，解决TOPK问题

//使用比较器创建小根堆
class LessIntComp implements Comparator<Integer>{
    @Override
    public int compare(Integer o1, Integer o2) {
        return o1 - o2;
    }
}

//使用比较器创建大根堆
class GreaterIntComp implements Comparator<Integer>{
    @Override
    public int compare(Integer o1, Integer o2) {
        return o2 - o1;
    }
}

public class TestDemo<E> {
    //求最小的K个数，通过比较器创建大根堆
    public static int[] smallestK(int[] array, int k) {
        if(k <= 0) {
            return new int[k];
        }
        GreaterIntComp greaterCmp = new GreaterIntComp();
        PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<>(greaterCmp);
        //先将前K个元素，创建大根堆
        for(int i = 0; i < k; i++) {
            maxHeap.offer(array[i]);
        }
        //从第K+1个元素开始，每次和堆顶元素比较
        for (int i = k; i < array.length; i++) {
            int top = maxHeap.peek();
            if(array[i] < top) {
                maxHeap.poll();
                maxHeap.offer(array[i]);
            }
        }
        //取出前K个
        int[] ret = new int[k];
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            int val = maxHeap.poll();
            ret[i] = val;
        }
        return ret;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {4,1,9,2,8,0,7,3,6,5};
        int[] ret = smallestK(array,3);
        System.out.println(Arrays.toString(ret));
    }
}

4.2 例题

设计一个算法，找出数组中最小的k个数。以任意顺序返回这k个数均可。

解题思路

堆排序

堆排序即利用堆的思想来进行排序，总共分为两个步骤：

1. 建堆

升序：建大堆

降序：建小堆

2. 利用堆删除思想来进行排序

建堆和堆删除中都用到了向下调整，因此掌握了向下调整，就可以完成堆排序。

创建一个最大堆，将数组中的元素放入堆中，为了维持堆中只有k个元素，只要堆中元素大于k个，就将堆顶poll（最大堆的堆顶的最大的元素），最后创建一个数组接受堆中的元素。

public int[] smallestK(int[] arr, int k) {
        // 1.改造JDK的最小堆为此时的最"大"堆
        Queue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2 - o1;
            }
        });
        for (int i : arr) {
            queue.offer(i);
            if (queue.size() > k) {
                queue.poll();
            }
        }
        // 此时队列中保存了最小的k个数字
        int[] result = new int[k];
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            result[i] = queue.poll();
        }
        return result;
    }