Java 中 `List.sort()` 方法的全面解析

简介

在 Java 编程中，对列表（List）进行排序是一项常见的操作。Java 提供了多种排序方式，而 List.sort() 方法是 Java 8 引入的一种简洁且强大的排序手段。本文将详细介绍 List.sort() 方法的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者深入理解并高效运用该方法。

基础概念

什么是 `List.sort()` 方法

List.sort() 是 java.util.List 接口在 Java 8 中新增的一个默认方法，用于对列表中的元素进行排序。该方法会直接对调用它的列表进行原地排序，即排序后列表本身的元素顺序会改变，而不会创建一个新的列表。

排序依据

List.sort() 方法接受一个 java.util.Comparator 类型的参数，该参数定义了元素的排序规则。如果列表中的元素实现了 java.lang.Comparable 接口，也可以传入 null 作为参数，此时将使用元素的自然排序规则进行排序。

使用方法

语法

default void sort(Comparator<? super E> c)

其中，c 是一个 Comparator 对象，用于定义元素的排序规则。如果传入 null，则使用元素的自然排序规则。

示例代码

使用自然排序规则

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class NaturalSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(3);
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);

        // 使用自然排序规则
        numbers.sort(null);

        System.out.println(numbers); // 输出: [1, 2, 3]
    }
}

使用自定义排序规则

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + "}";
    }
}

public class CustomSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> people = new ArrayList<>();
        people.add(new Person("Alice", 25));
        people.add(new Person("Bob", 20));
        people.add(new Person("Charlie", 30));

        // 使用自定义排序规则，按年龄升序排序
        people.sort(Comparator.comparingInt(Person::getAge));

        System.out.println(people);
        // 输出: [Person{name='Bob', age=20}, Person{name='Alice', age=25}, Person{name='Charlie', age=30}]
    }
}

常见实践

按降序排序

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class DescendingSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(3);
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);

        // 按降序排序
        numbers.sort(Comparator.reverseOrder());

        System.out.println(numbers); // 输出: [3, 2, 1]
    }
}

按多个字段排序

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

class Student {
    private String name;
    private int age;
    private double score;

    public Student(String name, int age, double score) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = 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 + "}";
    }
}

public class MultiFieldSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        students.add(new Student("Alice", 20, 85.0));
        students.add(new Student("Bob", 22, 90.0));
        students.add(new Student("Charlie", 20, 95.0));

        // 先按年龄升序排序，年龄相同时按分数降序排序
        students.sort(Comparator.comparingInt(Student::getAge)
                                .thenComparingDouble(Student::getScore).reversed());

        System.out.println(students);
    }
}

最佳实践

性能考虑

对于小规模列表，List.sort() 方法的性能通常足够好。但对于大规模列表，考虑使用更高效的排序算法或并行排序（Java 8 提供了 parallelStream().sorted() 方法）。

代码可读性

使用 Comparator 的静态方法（如 Comparator.comparing、Comparator.reverseOrder 等）可以提高代码的可读性和简洁性。

异常处理

确保列表中的元素是可比较的，否则可能会抛出 ClassCastException 异常。

小结

List.sort() 方法是 Java 中对列表进行排序的一种便捷方式。通过传入不同的 Comparator 对象，可以灵活地定义排序规则。在实际应用中，我们可以根据具体需求选择自然排序或自定义排序，还可以处理降序排序和多字段排序等复杂情况。同时，要注意性能和代码可读性等方面的问题。

参考资料

Effective Java（第 3 版）
《Java 核心技术》（第 11 版）

Java 中 List.sort() 方法的全面解析

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