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【Java】Java数组排序详解:全面掌握Arrays.sort()的几种用法

27 人参与  2024年09月25日 14:02  分类 : 《资源分享》  评论

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在 Java 开发中,java.util.Arrays 类提供了许多实用工具,用于操作数组。其中,Arrays.sort() 方法是对数组进行排序的常用方法。本文将详细介绍 Arrays.sort() 的不同用法,包括基本类型数组、对象数组、多维数组和自定义比较器的排序。


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排序基本类型数组

Arrays.sort() 可以对基本类型数组进行升序排序,包括 intcharfloatdouble 等。

示例代码

import java.util.Arrays;public class BasicTypeSort {    public static void main(String[] args) {        // 整数数组排序        int[] intArray = {5, 2, 9, 1, 5, 6};        Arrays.sort(intArray);        System.out.println("Sorted int array: " + Arrays.toString(intArray));        // 浮点数数组排序        double[] doubleArray = {5.5, 2.2, 9.7, 1.8, 3.3};        Arrays.sort(doubleArray);        System.out.println("Sorted double array: " + Arrays.toString(doubleArray));        // 字符数组排序        char[] charArray = {'c', 'a', 'e', 'b', 'd'};        Arrays.sort(charArray);        System.out.println("Sorted char array: " + Arrays.toString(charArray));    }}

排序对象数组

Arrays.sort() 也可以对对象数组进行排序,但对象类型必须实现 Comparable 接口。

示例代码

import java.util.Arrays;class Person implements Comparable<Person> {    String name;    int age;    Person(String name, int age) {        this.name = name;        this.age = age;    }    @Override    public int compareTo(Person other) {        return this.age - other.age;  // 按年龄升序排序    }    @Override    public String toString() {        return name + ": " + age;    }}public class ObjectArraySort {    public static void main(String[] args) {        Person[] people = {            new Person("Alice", 30),            new Person("Bob", 25),            new Person("Charlie", 35)        };        Arrays.sort(people);  // 按年龄排序        System.out.println("Sorted person array: " + Arrays.toString(people));    }}

使用自定义比较器排序

如果对象类型没有实现 Comparable 接口或者需要按不同条件排序,可以使用 Comparator 自定义比较器。

示例代码

import java.util.Arrays;import java.util.Comparator;class Person {    String name;    int age;    Person(String name, int age) {        this.name = name;        this.age = age;    }    @Override    public String toString() {        return name + ": " + age;    }}public class ComparatorSort {    public static void main(String[] args) {        Person[] people = {            new Person("Alice", 30),            new Person("Bob", 25),            new Person("Charlie", 35)        };        // 按名字排序        Comparator<Person> nameComparator = (p1, p2) -> p1.name.compareTo(p2.name);        Arrays.sort(people, nameComparator);        System.out.println("Sorted by name: " + Arrays.toString(people));        // 按年龄排序        Comparator<Person> ageComparator = (p1, p2) -> p1.age - p2.age;        Arrays.sort(people, ageComparator);        System.out.println("Sorted by age: " + Arrays.toString(people));    }}

排序多维数组

对于二维数组,可以通过 Comparator 对每行进行自定义排序。

示例代码

import java.util.Arrays;public class MultiDimensionalSort {    public static void main(String[] args) {        int[][] array = {            {3, 9, 4},            {2, 7, 5},            {1, 8, 6}        };        // 按每行第一个元素排序        Arrays.sort(array, (a, b) -> Integer.compare(a[0], b[0]));        System.out.println("Sorted 2D array:");        for (int[] row : array) {            System.out.println(Arrays.toString(row));        }    }}

部分排序

Arrays.sort() 支持对数组的部分进行排序,通过指定起始位置和结束位置。

示例代码

import java.util.Arrays;public class PartialSort {    public static void main(String[] args) {        int[] array = {5, 2, 9, 1, 5, 6};        Arrays.sort(array, 1, 4);  // 仅排序索引 1 到 3 的元素        System.out.println("Partially sorted array: " + Arrays.toString(array));    }}

排序性能

Arrays.sort() 方法在采用 Dual-Pivot QuickSort 对原始类型数组进行排序时的效率较高。在排序对象数组时,改用 Timsort 算法,这两种算法都能提供稳定的排序性能。

示例代码

import java.util.Arrays;import java.util.Random;public class SortPerformance {    public static void main(String[] args) {        int[] array = new int[1000000];        Random rand = new Random();        for (int i = 0; i < array.length; i++) {            array[i] = rand.nextInt(1000000);        }        long startTime = System.nanoTime();        Arrays.sort(array);        long endTime = System.nanoTime();        System.out.printf("Time taken to sort array of size %d: %d ns%n", array.length, (endTime - startTime));    }}

实例演示

我们将结合上述所有用法,创建一个示例程序进行演示:

import java.util.Arrays;import java.util.Comparator;public class ArraysSortDemo {    public static void main(String[] args) {        // 基本类型数组排序        int[] intArray = {5, 2, 9, 1, 5, 6};        Arrays.sort(intArray);        System.out.println("Sorted int array: " + Arrays.toString(intArray));        // 对象数组排序(实现 Comparable)        Person[] peopleComparable = {            new Person("Alice", 30),            new Person("Bob", 25),            new Person("Charlie", 35)        };        Arrays.sort(peopleComparable);        System.out.println("Sorted comparable people array: " + Arrays.toString(peopleComparable));        // 对象数组排序(自定义 Comparator)        Person[] peopleComparator = {            new Person("Alice", 30),            new Person("Bob", 25),            new Person("Charlie", 35)        };        Arrays.sort(peopleComparator, Comparator.comparingInt(Person::getAge));        System.out.println("Sorted comparator people array: " + Arrays.toString(peopleComparator));        // 二维数组排序        int[][] twoDArray = {            {3, 9, 4},            {2, 7, 5},            {1, 8, 6}        };        Arrays.sort(twoDArray, (a, b) -> Integer.compare(a[0], b[0]));        System.out.println("Sorted 2D array:");        for (int[] row : twoDArray) {            System.out.println(Arrays.toString(row));        }        // 部分排序        int[] partialArray = {5, 2, 9, 1, 5, 6};        Arrays.sort(partialArray, 1, 4);        System.out.println("Partially sorted array: " + Arrays.toString(partialArray));    }    static class Person implements Comparable<Person> {        private String name;        private int age;        public Person(String name, int age) {            this.name = name;            this.age = age;        }        @Override        public int compareTo(Person other) {            return this.age - other.age;  // 按年龄升序排序        }        public int getAge() {            return age;        }        @Override        public String toString() {            return name + ": " + age;        }    }}

总结

Arrays.sort() 是 Java 中非常强大和灵活的数组排序方法。通过本文,你了解了如何对基本类型数组、对象数组进行排序,如何使用自定义比较器,以及如何排序多维数组和部分数组。


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