Java中Collections.sort的使用

第9版《Java核心技术卷Ⅰ》的第607页介绍了一个方法：

Collections类中的sort方法可以对实现了List接口的集合进行排序。这个方法假定列表元素实现了Comparable接口。

查看Java官方文档可知，sort方法有两种重载形式。第一种重载是：

static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)

根据官方文档的描述，这个方法将列表元素进行升序排序，但是列表要满足以下条件：
1.列表元素实现了Comparable接口，且任意两个列表元素都是可比的。
2.列表必须支持set方法。
如果要通过这个方法来完成我上面提到的作业，那显然是行得通的：整数可以进行相互比较，第一个条件满足；把10个整数放入一个ArrayList或LinkedList中，这两个列表都支持set方法，第二个条件满足。实现代码如下：

import java.util.*;
public class Sort {
   public static void main(String[] args) {
       Scanner scan = new Scanner(System.in);
       List<Integer> list = new ArrayList<>();          
       //用户输入10个整数
       System.out.println("请输入10个整数：");
       for(int i = 0; i < 10; i++)                      
       {
           list.add(scan.nextInt());
       }
       scan.close();
       //排序
       Collections.sort(list);
       //输出排序结果
      System.out.println(list);
   }
}

程序运行结果如下：

用sort进行升序排序

用sort方法可以很方便地实现升序排序，但能否进行降序排序？答案是肯定的，《Java核心技术卷Ⅰ》中介绍了一种用sort进行降序排序的简洁方法。这种方法需要用到sort方法的第二种重载形式：

public static <T> void sort(List<T> list,Comparator<? super T> c)

如果想采用其他方式进行排序，那么可将一个Comparator对象作为sort方法的第二个参数。当要进行逆序排序时，最简便的方法是将Collections.reverseOrder()作为第二个参数。

import java.util.*;
public class Sort {
   public static void main(String[] args) {
       Scanner scan = new Scanner(System.in);
       List<Integer> list = new ArrayList<>();          
       //用户输入10个整数
       System.out.println("请输入10个整数：");
       for(int i = 0; i < 10; i++)                      
       {
           list.add(scan.nextInt());
       }
       scan.close();
       //逆序排序
       Collections.sort(list,Collections.reverseOrder());
       //输出排序结果
       System.out.println(list);
   }
}

程序运行结果如下：

用sort进行降序排序

更进一步：排序对象不是基本数据类型

在上面的例子中，列表中的元素是整数，所以排序逻辑是很显然的：如果是升序排序，那就小数在前，大数在后。但是，如果排序的对象并非属于整数、浮点数之类的基本数据类型，那么这些对象之间的&ldquo;大小&rdquo;关系该如何定义？假设有这样一道题：

定义一个点类，其中有整型属性x和y，代表其坐标；除了这两个属性以外没有其他属性。随机产生10个点，并按照这些点与原点(0,0)之间的距离大小对点进行降序排序。

如果仍想通过sort方法进行排序的话，首先点类就必须满足上面曾经提过的约束条件：点对象是可比的，因此点类必须实现Comparable接口。查看官方文档可知，Comparable接口中只有一个方法：

int compareTo(T o)

调用这个方法的对象将会与参数o进行比较，小于o、等于o和大于o分别对应的返回值为负数、0和正数。对象之间相对大小的判断方法是自定义的，在这个问题中，就是通过比较各点与原点之间的距离来判断大小，所以点类的实现如下：

class Point implements Comparable<Point>{
   private int x;
   private int y;
   public Point(int x,int y)
   {
       this.x = x;
       this.y = y;
   }
   @Override
   //如果该点到原点的距离大于o点到原点的距离，则该点大于o点
   public int compareTo(Point o) {
       int distance1 = (this.x) * (this.x) + (this.y) * (this.y);
       int distance2 = (o.x) * (o.x) + (o.y) * (o.y);
       return (distance1 > distance2) ? 1 : ((distance1 == distance2) ? 0 : -1);
   }
   @Override
   public String toString() {
       return "(" + x + ","+  y + ")";
   }
}

因为要进行降序排序，所以可以通过将Collections.reverseOrder()作为sort方法的第二个参数来实现：

public class SortDemo {
   private static List<Point> list = new ArrayList<>();
   public static void main(String[] args) {
       //随机生成10个点
       for(int i = 0; i < 10; i++)
       {
           //点的坐标取值在[1,20]之间
           int x = (int)(Math.random() * 20) + 1;
           int y = (int)(Math.random() * 20) + 1;
           list.add(new Point(x,y));
       }
       System.out.print("排序前：");
       System.out.println(list);
       //降序排序
       Collections.sort(list,Collections.reverseOrder());
       System.out.print("排序后：");
       System.out.println(list);
   }
}

程序结果如下：

对点进行降序排序

现在对sort方法进行小结：

&emsp;&emsp;实现了Comparable接口的类都可以用sort方法进行排序，默认的排序方法是升序；如果想进行降序排序，只需把Collections.reverseOrder作为第二个参数传给sort方法。

了解Comparator接口

上面反复提到的Collections.reverseOrder方法返回的是一个Comparator对象。其实Comparator接口并不陌生，常用的equals方法就来自这个接口。Comparator接口用来定义两个对象之间的比较方法，它有一个叫做compare的方法，函数签名如下：

int compare(T o1,T o2)

o1 > o2，返回正数；o1 = o2，返回0；o1 < o2，返回负数。

从前面的例子可以看出，可以使用Comparator对象来控制sort的排序方法，这是如何实现的？查看sort方法的相关源码，我发现其中有这样一段代码：

sort方法的相关源码

注意看图中用红线框起来的部分。经分析可知，这段代码实现了这样的逻辑：如果compare的返回值为正数，就交换进行比较的两个元素的位置。于是可以得出这样一个结论，如果让 x > y 时compare(x,y)返回正数，那么交换 x 和 y 的位置后大的元素在后，这就实现了升序排序；反之，如果让 x < y 时compare(x,y)返回正数，那么交换位置后小的元素在后，这就实现了降序排序。这就是Comparator对象控制排序方式的原理。

Comparator对象控制排序方式的原理

通过Comparator对象来实现点对象的降序排序，一种可行的实现方式如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
//点类
class Point {
   private int x;
   private int y;
   public Point(int x,int y)
   {
       this.x = x;
       this.y = y;
   }
   public int getX() {
       return x;
   }
   public int getY() {
       return y;
   }
   @Override
   public String toString() {
       return "(" + x + ","+  y + ")";
   }
}
public class SortDemo {
   private static List<Point> list = new ArrayList<>();
   public static void main(String[] args) {
       //随机生成10个点
       for(int i = 0; i < 10; i++)
       {
           //点的坐标取值在[1,20]之间
           int x = (int)(Math.random() * 20) + 1;
           int y = (int)(Math.random() * 20) + 1;
           list.add(new Point(x,y));
       }
       System.out.print("排序前：");
       System.out.println(list);
       //降序排序
       Collections.sort(list,new Comparator<Point>() {
           @Override
           //当 o1 < o2 时返回正数
           public int compare(Point o1, Point o2) {
               int distance1 = (o1.getX()) * (o1.getX()) + (o1.getY()) * (o1.getY());
               int distance2 = (o2.getX()) * (o2.getX()) + (o2.getY()) * (o2.getY());
               return (distance1 < distance2) ? 1 : ((distance1 == distance2) ? 0 : -1);
           }
       });
       System.out.print("排序后：");
       System.out.println(list);
   }
}

程序运行结果如下：

通过实现Comparator接口来进行降序排序

注意，在上面的程序中Point类并没有实现Comparable接口，这是因为已经通过实现Comparator接口来定义Point对象的比较方法，所以也就无需实现Comparable接口。

Collections.sort(list,new Comparator<Point>() {
           @Override
           public int compare(Point o1, Point o2) {
               //常见写法
               return o1.x-o2.x; //由上面分析，源码，可知，return=1的时候，会交换o1和o2，o1排到o2后面，因此大的对象o1排在小的后面，就是升序
                return o2.x-o1.x; //反之就是降序
           }

来源：https://blog.csdn.net/u010365819/article/details/120201442