Java数组排序终极指南：从()到Comparator的全面掌握238

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在Java编程中，数组是存储同类型数据的重要结构，而对数组进行排序是日常开发中一个非常普遍的需求。无论是对原始数据类型（如整数、浮点数）进行升序排列，还是对自定义对象根据特定属性进行复杂的排序，Java都提供了强大而灵活的工具。本文将深入探讨Java标准库中类提供的sort()方法，从其基本用法到高级特性，包括不同数据类型的处理、自定义排序逻辑（通过Comparable和Comparator接口）、内部算法解析、性能考量以及常见陷阱与最佳实践，旨在帮助读者全面掌握Java数组排序的艺术。

一、 () 方法概览

是一个工具类，它提供了对数组进行操作的静态方法，其中sort()方法是核心。这个方法被重载多次，以支持各种数据类型和排序需求。它的一个显著特点是执行“原地排序”（in-place sort），即排序操作直接修改原始数组，而不是返回一个新排序的数组。

二、基本类型数组的排序

对于基本数据类型（如int[], long[], short[], char[], byte[], float[], double[]），()方法会按照元素的自然顺序（升序）进行排序。

import ;
public class PrimitiveArraySortDemo {
public static void main(String[] args) {
// 整数数组排序
int[] intArray = {5, 2, 8, 1, 9};
(intArray);
("排序后的整数数组: " + (intArray)); // 输出: [1, 2, 5, 8, 9]
// 字符串数组排序 (按字典序)
String[] stringArray = {"banana", "apple", "grape", "cherry"};
(stringArray);
("排序后的字符串数组: " + (stringArray)); // 输出: [apple, banana, cherry, grape]
// 浮点数数组排序
double[] doubleArray = {3.14, 1.618, 2.718, 0.577};
(doubleArray);
("排序后的浮点数数组: " + (doubleArray)); // 输出: [0.577, 1.618, 2.718, 3.14]
}
}

需要注意的是，对于基本类型数组的排序，()使用的是优化的Dual-Pivot Quicksort（双轴快速排序）算法，平均时间复杂度为O(n log n)，但它是不稳定的排序算法（即相等元素的相对顺序可能在排序后发生改变）。

三、对象数组的自然顺序排序：Comparable 接口

当需要排序的是对象数组（Object[]）时，(Object[] a)方法会尝试根据对象的“自然顺序”进行排序。这意味着数组中的元素必须实现接口。Comparable接口定义了一个compareTo(T o)方法，该方法返回一个整数：

如果当前对象小于参数对象，返回负整数。
如果当前对象等于参数对象，返回零。
如果当前对象大于参数对象，返回正整数。

许多Java标准库中的类，如String、Integer、Double、Date等，都已经实现了Comparable接口，因此可以直接对它们的数组进行排序。

对于自定义类，如果希望它们能够被()自然排序，就必须实现Comparable接口。

import ;
// 自定义学生类，实现Comparable接口按分数降序排序
class Student implements Comparable {
private String name;
private int age;
private double score;
public Student(String name, int age, double score) {
= name;
= age;
= score;
}
public String getName() { return name; }
public int getAge() { return age; }
public double getScore() { return score; }
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", score=" + score +
'}';
}
// 实现compareTo方法，按分数降序排序
@Override
public int compareTo(Student other) {
// 分数高的排在前面，所以当前分数小于other分数时，返回正值
// 或者直接 (int) ( - )
// 但浮点数直接相减并转int可能丢失精度，推荐使用
return (, );
}
}
public class ObjectArrayComparableSortDemo {
public static void main(String[] args) {
Student[] students = {
new Student("Alice", 20, 95.5),
new Student("Bob", 22, 88.0),
new Student("Charlie", 21, 95.5),
new Student("David", 19, 78.5)
};
(students); // 根据Student类中compareTo的实现进行排序
("按分数降序排序后的学生数组:");
for (Student s : students) {
(s);
}
// 预期输出 (分数95.5的Alice和Charlie相对顺序可能不确定，取决于稳定排序):
// Student{name='Alice', age=20, score=95.5}
// Student{name='Charlie', age=21, score=95.5}
// Student{name='Bob', age=22, score=88.0}
// Student{name='David', age=19, score=78.5}
}
}