Java中List排序的3种方法

在某些特殊的场景下,我们需要在 Java 程序中对 List 集合进行排序操作。比如从第三方接口中获取所有用户的列表,但列表默认是以用户编号从小到大进行排序的,而我们的系统需要按照用户的年龄从大到小进行排序,这个时候,我们就需要对 List 集合进行自定义排序操作了。

List 排序的常见方法有以下 3 种:

  1. 使用 Comparable 进行排序;
  2. 使用 Comparator 进行排序;
  3. 如果是 JDK 8 以上的环境,也可以使用 Stream 流进行排序。

下面我们分别来看各种排序方法的具体实现。

按照本文设计的场景,我们需要创建一个包含了用户列表的 List 集合,并按用户的年龄从大到小进行排序,具体实现代码如下:

以上代码的执行结果,如下图所示:

本方法的核心代码如下:

Comparable 是类内部的比较方法,而 Comparator 是排序类外部的比较器。使用 Comparator 比较器,无需修改原 Person 类,只需要扩充一个 Person 类的比较器就行了,Comparator 的实现方法有以下两种:

  • 新建 Comparator 比较器;
  • 使用 Comparator 匿名类比较器。

其中,第二种实现方法要更简洁一些,我们通过下面的具体代码,来观察一下二者的区别。

以上代码的执行结果,如下图所示:

本方法的核心实现代码如下:

比较器 Comparator 可以使用更简洁的匿名类的方式,来实现排序功能,具体实现代码如下:

以上代码的执行结果,如下图所示:

在 JDK 8 之后可以使用更加简单的方法 Stream 流来实现排序功能,它的实现只需要一行代码,具体实现如下:

其中 reversed() 表示倒序的意思,如果不使用此方法则是正序。

以上代码的执行结果,如下图所示:

使用 Stream 进行排序时,如果排序的字段出现 null 值就会导致异常发生,具体示例如下:

以上代码的执行结果,如下图所示:

想要解决上述问题,需要给 Comparator.comparing 传递第二个参数:Comparator.nullsXXX,如下代码所示:

Comparator.nullsFirst 表示将排序字段中的 null 值放到集合最前面,如果想要将 null 值放到集合最后面可以使用 Comparator.nullsLast。

以上代码的执行结果,如下图所示:

本文介绍了 3 种 List 排序的方法,前两种方法常用于 JDK 8 之前的版本,其中比较器 Comparator 有两种实现的写法,而在 JDK 8 之后的版本,就可以使用 Comparator.comparing 实现排序了,如果排序字段中可能出现 null 值,要使用 Comparator.nullsXXX 进行排序处理(否则会报错)。

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如何优雅地给List排序

在平时的开发中,我们或多或少的会用到排序。在最开始学习语言的时候,我们都会学习基本的排序算法。例如:冒泡排序,基数排序,快速排序,插入排序,选择排序。

现在我们开发时一般使用Java自带的排序方法给集合排序,不用自己写排序算法了。例如在List集合中我们我们可以使用Collections.sort(list)排序。

我们有一个String元素的List,排序方式如下:

如上图,我们发现集合按首字母排好序了。

那你是否对Collections.sort()如何排序感兴趣呢,我们扒一下sort()的源码:

注:jdk1.7后LegacyMergeSort.userRequested=false

发现里面用到了ComparableTimSort.sort,底层属于归并排序。

归并排序(Merge Sort):将待排序数据分成两部分,继续将两个子部分进行递归的归并排序;然后将已经有序的两个子部分进行合并,最终完成排序。其时间复杂度与快速排序均为O(nlogn),但是归并排序除了递归调用间接使用了辅助空间栈,还需要额外的O(n)空间进行临时存储。归并排序是一种稳定的排序算法。

从上面我们知道,归并排序将数组拆分成了两段,每段递归地进行归并排序,再将这两段合并起来。

ComparableTimSort.sort实际并不完全算归并排序了,这里的算法做了很多优化,结合了归并排序和插入排序。以实现更好的性能。

在大多数情况下我们的集合元素可能是个复杂对象。例如有一个运动员对象,里面有姓名,身高属性。那如何根据特定的属性排序呢?

这里我们可以使用Comparator.comparing方法进行排序。

运行结果如下:

查看源码我们发现Comparator.comparing内部使用了compareTo。

而list.sort的排序如下所示:

里面用到了TimSort.sort功能和ComparableTimSort.sort一样,不同之处在于TimSort.sort接收了自定义比较器Comparator c。

Comparator.comparing内部使用了compareTo,那么我们是否可以自定义使用compareTo方法呢。例如在Sportsman对象中,我们先按姓名进行第一排序,如果姓名相同,再按身高进行第二排序。上面的方法显然不适用,这时我们需要自定义比较方法了。

首先我们需要在Sportsman对象内定义一个比较方法:

上面的代码就是先比较name,如果name相同,再比较height。

定义好方法后,使用如下:

排序结果如上。

如果你不想写在类中,也可以直接写在sort方法中:

sort中可以使用Lambda表达式。

其实我们也不必自己定义排序方法,Java中也有方法可以实现多属性的排序。方法为:java.util.Comparator#thenComparing(java.util.function.Function<? super T,? extends U>)

使用如下:

java8的stream也很好地支持了排序。如果我们要对姓名倒序排序,可以使用如下方法:

排序结果如上图,实现了name的倒序。

如果集合中的元素有null值,使用Comparator.comparing会报空指针异常,

报错信息:

这时需要使用Comparator.nullsLast。

使用Comparator.nullsLast,非null元素会排在null元素前面。

如果需要将非null元素排在后面,可以使用Comparator.nullsFirst。

如上图所示,非null元素排在了后面。

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