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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进行自然排序，也可以对存储在 ArrayList 中的元素进行反向排序。
对ArrayList进行排序的不同方法
ArrayList是一个有序和未排序的元素集合，是Java集合框架的一部分，类似于其他类，如LinkedList或HashSet。默认情况下，添加到 ArrayList 中的元素按插入顺序存储。
当我们需要对 ArrayList 中的元素进行排序时，我们可以使用以下技术：
| 排序方法 | 何时使用 |
|---|---|
| ArrayList.sort() | 就地排序，即修改原始ArrayList。 |
| Collection.sort() | 内部其实也是使用了 ArrayList.sort()，没有额外的好处。 |
| Arraylist.stream.sorted() | 不修改原始列表并返回新的排序ArrayList。 提供对流元素执行其他操作的机会。 |
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。我们可以使用自定义排序来提供自定义顺序的比较器实例，例如 Collections.reverseOrder() 用于元素的反向顺序。
对元素强制执行排序顺序
对于任何需要按自然顺序存储和排序的对象，在不使用比较器的情况下，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 适当的排序逻辑 .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）未实现可比较接口时，比较器很有用。
Comparator<Task> nameSorter = Comparator.comparing(Task::name);
Comparator<E> reverseSorter = Comparator.reverseOrder();
最后，方便演示，我们将创建一个包含 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));
按自然（升序）顺序对数组列表进行排序
sort() 是 List 接口的一部分，自 Java 8 以来已在 ArrayList 类中实现。它需要一个用于强制排序顺序的比较器实例。
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]
]
要以相反的顺序排序，我们可以使用 Comparator.reverseOrder()，它返回一个比较器，该比较器强加与自然排序相反。
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]
]
同样，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顺序打印任务。
[
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]
]
使用 Collection.sort() 对数组列表进行排序
Collection.sort() 的工作方式与 List.sort() 非常相似。事实上，在内部，它使用 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);
}
出于参考目的，让我们看看使用 Collections.sort() 方法的代码示例：
//自然排序
Collections.sort(arrayList);
//反向排序
Collections.sort(arrayList, Comparator.reverseOrder());
//自定义排序
Collections.sort(arrayList, Comparator.comparing(Task::name));
使用 Java 8 流对数组列表进行排序
使用 Java 流提供了对同一语句中的排序元素应用其他中间操作的机会。
当我们不想修改原始数组列表，而是临时对列表进行排序并对排序的元素执行一些操作时，流会更加有用。
//自然排序
List<Task> sortedList = arrayList.stream().sorted().toList();
//反向排序
List<Task> sortedList = arrayList.stream().sorted(Comparator.reverseOrder()).toList();
下面的示例将筛选操作与流元素上的排序操作组合在一起。它仅选择活动任务，按名称对任务进行排序，并在新列表中收集元素。
//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]
]
总结
总之，我们可以说在大多数情况下对数组列表进行排序既简单又容易。对于特定情况，最好了解要求并使用定制的解决方案：
- 实现可比较接口进行自然排序，并使用比较器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Stream
- 使用 Collections.sort() 没有任何额外好处，因此可以忽略
