Java中排序规则详解

一、排序基础概念

在Java中，排序的核心是比较规则的实现。Java提供了两种主要机制来定义排序规则：

• 自然排序：通过 Comparable 接口实现

• 定制排序：通过 Comparator 接口实现

1.1 自然排序 (Comparable)

实现原理：对象自身实现 Comparable 接口，定义与其他同类对象的自然顺序

public interface Comparable<T> {int compareTo(T o);
}

返回值规则：

• 负数：当前对象 < 比较对象

• 零：当前对象 = 比较对象

• 正数：当前对象 > 比较对象

示例：自定义Person类实现自然排序

class Person implements Comparable<Person> {private String name;private int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic int compareTo(Person other) {// 先按年龄排序，再按姓名排序int ageCompare = Integer.compare(this.age, other.age);return ageCompare != 0 ? ageCompare : this.name.compareTo(other.name);}
}

使用条件：

• 当对象有"自然顺序"时（如数字大小、字符串字典序）

• 需要作为TreeSet/TreeMap的键值

• 需要默认排序行为时

1.2 定制排序 (Comparator)

实现原理：创建独立比较器，为没有实现Comparable的类或需要不同排序规则时提供灵活性

public interface Comparator<T> {int compare(T o1, T o2);
}

示例：创建不同的比较器

// 按姓名排序的比较器
Comparator<Person> nameComparator = (p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName());// 按年龄倒序排序的比较器
Comparator<Person> ageDescComparator = (p1, p2) -> Integer.compare(p2.getAge(), p1.getAge());

使用条件：

• 需要多种排序规则

• 无法修改类源码（如第三方库类）

• 需要临时排序规则

• 需要特殊排序（如倒序、多字段组合）

二、数组排序方法

2.1 Arrays.sort() 基本用法

// 基本类型数组（自然排序）
int[] numbers = {5, 2, 9, 1};
Arrays.sort(numbers); // [1, 2, 5, 9]// 对象数组（需要实现Comparable）
Person[] people = {...};
Arrays.sort(people);

2.2 使用Comparator定制数组排序

// 按姓名排序
Arrays.sort(people, (p1, p2) -> p1.getName().compareTo(p2.getName()));// 按年龄倒序
Arrays.sort(people, (p1, p2) -> p2.getAge() - p1.getAge());

三、集合排序方法

3.1 Collections.sort()

List<Integer> numbers = Arrays.asList(5, 2, 9, 1);
Collections.sort(numbers); // 自然排序List<Person> people = new ArrayList<>();
Collections.sort(people, Comparator.comparing(Person::getName)); // 定制排序

3.3 SortedSet/TreeSet 自动排序

// 自动按自然顺序排序
Set<Integer> sortedNumbers = new TreeSet<>(Arrays.asList(5, 2, 9, 1));// 使用Comparator定制排序
Set<Person> sortedPeople = new TreeSet<>(Comparator.comparing(Person::getAge).reversed()
);

四、Java 8+ 高级排序技术

4.1 Comparator 工厂方法

Java 8为Comparator接口提供了丰富的静态工厂方法：

方法	描述	示例
comparing()	按属性提取键	Comparator.comparing(Person::getName)
comparingInt()	提取int属性	Comparator.comparingInt(Person::getAge)
thenComparing()	次级排序	comparing(Person::getAge).thenComparing(Person::getName)
reversed()	反转顺序	comparing(Person::getAge).reversed()
naturalOrder()	自然顺序	Comparator.naturalOrder()
nullsFirst()	null排最前	Comparator.nullsFirst(comparing(Person::getName))
nullsLast()	null排最后	Comparator.nullsLast(comparing(Person::getName))

组合排序示例：

List<Person> sorted = people.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getDepartment).thenComparingInt(Person::getAge).thenComparing(Person::getName, String.CASE_INSENSITIVE_ORDER)).toList();

4.2 方法引用简化

// 传统Lambda
people.sort((p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge()));// 方法引用简化
people.sort(Comparator.comparing(Person::getAge));

4.3 Stream API 排序

List<Person> sortedPeople = people.stream().filter(p -> p.getAge() > 18)  // 过滤.sorted(Comparator.comparing(Person::getName).reversed()) // 排序.toList();