Java ArrayList 排序：升序和降序

学习使用ArrayList.sort()、Collections.sort()、Comparator接口和 Java 8 Streams在 Java 中对ArrayList进行排序。我们可以使用相同的方法对ArrayList中存储的元素进行自然排序以及逆序排序。

1. 对 ArrayList 进行排序的不同方法

ArrayList是有序且未排序的元素集合，是Java Collections 框架的一部分，类似于其他类（例如LinkedList或HashSet ）。默认情况下，添加到ArrayList中的元素按照插入的顺序存储。

当我们需要对ArrayList中的元素进行排序时，可以使用以下技术：

默认情况下，上述所有方法都按自然顺序（即升序）对元素进行排序。我们可以使用提供自定义排序的Comparator实例来实现自定义顺序，例如Collections.reverseOrder()用于元素的相反顺序。

2. 对元素强制排序

对于任何需要按自然顺序存储和排序的对象，在不使用Comparator 的情况下，我们必须实现Comparable接口并编写逻辑来比较两个实例。为了演示排序示例，我们将存储Task的实例。

当然，排序顺序是按id字段对任务进行排序。

public record Task(long id, String name, boolean status)
    implements Comparable<Task> {

  @Override
  public int compareTo(Task other) {
    return Long.compare(other.id, this.id);
  }
}

对于自定义排序，我们可以创建具有适当排序逻辑的Comparator实例。例如，我们可以按名称字段对任务进行排序。当元素（要存储在列表中）未实现Comparable接口时，比较器非常有用。

Comparator<Task> nameSorter = Comparator.comparing(Task::name);
Comparator<E> reverseSorter = Comparator.reverseOrder();

最后，为了演示，我们创建一个包含 5 个任务的数组列表，如下所示：

//Create ArrayList
ArrayList<Task> arrayList = new ArrayList<>();

//Add items
arrayList.add(new Task(1, "One", true));
arrayList.add(new Task(2, "Two", false));
arrayList.add(new Task(3, "Three", true));
arrayList.add(new Task(4, "Four", false));
arrayList.add(new Task(5, "Five", true));

2.按自然（升序）顺序对ArrayList进行排序

sort ()是List接口的一部分，自 Java 8 起已在ArrayList类中实现。它需要一个用于强制排序顺序的Comparator实例。

请注意，ArrayList.sort()方法执行就地排序，即它修改原始列表。

arrayList.sort(Comparator.naturalOrder());

程序输出：

[
  Task[id=1, name=One, status=true],
  Task[id=2, name=Two, status=false],
  Task[id=3, name=Three, status=true],
  Task[id=4, name=Four, status=false],
  Task[id=5, name=Five, status=true]
]

要按相反顺序排序，我们可以使用 Comparator.reverseOrder ()，它返回一个强制执行与自然顺序相反的比较器。

arrayList.sort(Comparator.reverseOrder());

程序输出：

[
  Task[id=5, name=Five, status=true],
  Task[id=4, name=Four, status=false],
  Task[id=3, name=Three, status=true],
  Task[id=2, name=Two, status=false],
  Task[id=1, name=One, status=true]
]

类似地，我们也可以使用自定义比较器应用自定义排序。

arrayList.sort(Comparator.comparing(Task::name));

程序输出按名称排序打印任务。

[
  Task[id=5, name=Five, status=true],
  Task[id=4, name=Four, status=false],
  Task[id=1, name=One, status=true],
  Task[id=3, name=Three, status=true],
  Task[id=2, name=Two, status=false]
]

3.使用Collection.sort()对ArrayList进行排序

Collection.sort () 的工作方式与List.sort()非常相似。事实上，它在内部使用list.sort()方法，因此建议使用List.sort()代替Collections.sort()。

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

为了便于参考，让我们看一下使用Collections.sort()方法的代码示例：

//Natural order
Collections.sort(arrayList);

//Reverse order
Collections.sort(arrayList, Comparator.reverseOrder());

//Custom order
Collections.sort(arrayList, Comparator.comparing(Task::name));

4.使用 Java 8 Streams 对ArrayList进行排序

使用 Java 流提供了在同一语句中对已排序元素应用其他中间操作的机会。

当我们不想修改原始 arraylist而是临时对列表进行排序并对排序后的元素执行一些操作时，流会更有用。

//Natural order
List<Task> sortedList = arrayList.stream().sorted().toList();

//Reverse order
List<Task> sortedList = arrayList.stream().sorted(Comparator.reverseOrder()).toList();

以下示例将过滤操作与流元素上的排序操作结合起来。它仅选择活动任务，按名称对任务进行排序，并将元素收集到新的List中。

//Sorting with filtering
List<Task> list = arrayList.stream()
  .filter(t -> t.status())
  .sorted(Comparator.comparing(Task::name))
  .toList();

程序输出：

[ Task[id=5, name=Five, status=true],
  Task[id=1, name=One, status=true],
  Task[id=3, name=Three, status=true]
]

5. 结论

总之，我们可以说在大多数情况下对数组列表进行排序是简单且容易的。对于具体情况，最好了解需求并使用定制的解决方案：

• 实现Comparable接口以进行自然排序，并使用Comparator实例进行自定义和反向排序
• 如果我们想修改原始集合，请使用List.sort()
• 如果我们不想修改原始集合，请使用Streams
• 使用Collections.sort()没有任何好处，因此可以避免

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