Java_ArrayList_排序

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Java ArrayList的不同排序方法

排序字符串对象的 ArrayList

考虑一个 ArrayList 存储着以字符串形式存在的国名（country name），为了对这个 ArrayList 进行排序，你需要调用 Collections.sort()方法，传递由国名构成的 ArrayList 对象。这种方法将按照自然顺序（按字母升序）对元素（国名）进行排序。让我们为此来写一段代码。
SortArrayListAscendingDescending.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.ascendingdescending;   import java.util.ArrayList;   import java.util.Collections;   public class SortArrayListAscendingDescending {   private ArrayList arrayList;   public SortArrayListAscendingDescending(ArrayList arrayList) {   this .arrayList = arrayList;   }   public ArrayList getArrayList() {   return this .arrayList;   }   public ArrayList sortAscending() {   Collections.sort( this .arrayList);   return this .arrayList;   }   public ArrayList sortDescending() {   Collections.sort( this .arrayList, Collections.reverseOrder());   return this .arrayList;   }   }

在上面的类中，我们在构造器中初始化了一个 ArrayList 对象。在 sortAscending()方法中，我们调用了 Collections.sort()方法，并传递这个初始化的 ArrayList对象为参数，返回排序后的 ArrayList。在 sortDescending()方法中，我们调用重载的 Collections.sort()方法让其按照降序对元素排序，这个版本的 Collections.sort()接收ArrayList对象作为第一个参数，一个由 Collections.reverseOrder()方法返回的 Comparator 对象作为第二个参数。我们将会在稍后讲解 Comparator。为了测试排序功能，我们将写一段测试代码。
SortArrayListAscendingDescendingTest.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.ascendingdescending;   import org.junit.Test;   import java.util.ArrayList;   import static org.junit.Assert.*;   public class SortArrayListAscendingDescendingTest { @Test   public void testSortAscendingDescending() throws Exception {   ArrayList countryList = new ArrayList<>();   countryList.add( "France" );   countryList.add( "USA" );   countryList.add( "India" );   countryList.add( "Spain" );   countryList.add( "England" );   SortArrayListAscendingDescending sortArrayList = new SortArrayListAscendingDescending(countryList);   ArrayList unsortedArrayList = sortArrayList.getArrayList();   System.out.println( "Unsorted ArrayList: " + unsortedArrayList);   ArrayList sortedArrayListAscending = sortArrayList.sortAscending();   System.out.println( "Sorted ArrayList in Ascending Order : " + sortedArrayListAscending);   ArrayList sortedArrayListDescending = sortArrayList.sortDescending();   System.out.println( "Sorted ArrayList in Descending Order: " + sortedArrayListDescending);   }   }

在上面的测试代码中，我们创建一个 ArrayList 对象，并添加了 5 个字符串对象代表 5 个国家的名字。然后我们调用 getArrayList()、sortAscending()和 sortDescending()方法，并打印这些方法返回的 ArrayList 对象。
输出如下：

------------------------------------------------------- T E S T S -------------------------------------------------------   Running guru.springframework.blog.sortarraylist.ascendingdescending.SortArrayListAscendingDescendingTest   Unsorted ArrayList: [France, USA, India, Spain, England] Sorted ArrayList in Ascending Order : [England, France, India, Spain, USA] Sorted ArrayList in Descending Order: [USA, Spain, India, France, England]   Tests run: 1 , Failures: 0 , Errors: 0 , Skipped: 0 , Time elapsed: 0.001 sec - in guru.springframework.blog.sortarraylis

到目前为止，所要排序的 ArrayList 元素都是非常简单的，我们仅仅只是调用 Collections.sort()方法并传递了需要排序的 ArrayList 对象作为参数。但是更多的是你会遇到一些复杂的情景下对 ArrayList 进行排序。
Collections.sort() 方法对 ArrayList 的元素或者任何其他 List 的实现提供的可比较的元素进行排序，这意味着这些元素的类需要实现 java.lang 包中的 Comparable 接口。正如 String 类实现了 Comparable 接口，我们就可以对由国名构成的 ArrayList 排序。有些其他的标准 Java 类实现了 Comparable 接口，包括原始的包装类，例如 Integer、Short、Double、Float、Boolean、BigInteger、BigDecimal、File 和 Date 类都实现了 Comparable 接口。

使用Comparable排序ArrayList

Comparable 是带有单一 compareTo()方法的接口。一个实现了 Comparable 接口的类对象可以与其它同类型的对象进行比较，实现 Comparable 接口的类需要重写 compareTo()方法，这个方法接收一个同类型的对象，并实现这个对象和传递给方法的另一个对象比较的逻辑。compareTo()方法返回Int类型的比较结果，分别代表下面的含义：
正值表示当前对象比传递给 comPareTO()的对象大
负值表示当前对象比传递给 comPareTO()的对象小
零表示两个对象相等
让我们来举一个例子，JobCandidate 类的对象保存在 ArrayList 中并准备对其进行排序。JobCandidate 类有三个成员变量：字符串类型的姓名和性别、整型的年龄。我们想要对保存在 ArrayList 中的 JobCandidate 对象按照年龄进行排序。因此我们要让 JobCandidate 类实现 Comparable 接口并重写 compareTo()方法。
The code of the JobCandidate class is this.
JobCandidate类的代码如下：
JobCandidate.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.comparable;   public class JobCandidate implements Comparable {   private String name;   private String gender;   private int age;   public JobCandidate(String name, String gender, int age) {   this .name = name;   this .gender = gender;   this .age = age;   }   public String getName() {   return name;   }   public String getGender() {   return gender;   }   public int getAge() {   return age;   }   @Override   public int compareTo(JobCandidate candidate) {   return ( this .getAge() < candidate.getAge() ? - 1 :   ( this .getAge() == candidate.getAge() ? 0 : 1 ));   }   @Override   public String toString() {   return " Name: " + this .name + ", Gender: " + this .gender + ", age:" + this .age;   }   }

在上面 JobCandidate 类被重写的 compareTo()方法中，我们实现了基于年龄的比较逻辑。我见过很多程序员将(this.getAge() – candidate.getAge())作为返回的比较结果。尽管使用这种 return 语句看上去似乎很吸引人，并且也不会对我们的例子造成影响，我的建议是远离这种语句。想象一下，比较整数值，其中有一个或者两个都是负数的结果。这会导致一些错误，让你的程序行为不定，而且更重要的是，这样的错误是很细微的，尤其是在大型的企业应用中很难检测出来。下面我们将写一个辅助类，为委托方对包含了 JobCandidate 元素的 ArrayList 对象进行排序。
JobCandidateSorter.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.comparable; import java.util.ArrayList;   import java.util.Collections;   public class JobCandidateSorter {   ArrayList jobCandidate = new ArrayList<>();   public JobCandidateSorter(ArrayList jobCandidate) {   this .jobCandidate = jobCandidate;   }   public ArrayList getSortedJobCandidateByAge() {   Collections.sort(jobCandidate);   return jobCandidate;   }   }

在 JobCandidateSorter 类中，我们初始化了一个 ArrayList 对象，委托方将通过构造函数实例化 JobCandidateSorter 。然后我们编写了 getSortedJobCandidateByAge()方法，在这个方法中，我们调用 Collections.sort()并传递已经初始化了的 ArrayList 为参数，最后返回排序后的 ArrayList。
接下来，我们写一个测试类来测试一下我们的代码。
JobCandidateSorterTest.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.comparable;   import org.junit.Test;   import java.lang.reflect.Array;   import java.util.ArrayList;   import static org.junit.Assert.*;   public class JobCandidateSorterTest { @Test   public void testGetSortedJobCandidateByAge() throws Exception {   JobCandidate jobCandidate1 = new JobCandidate( "Mark Smith" , "Male" , 26 );   JobCandidate jobCandidate2 = new JobCandidate( "Sandy Hunt" , "Female" , 23 );   JobCandidate jobCandidate3 = new JobCandidate( "Betty Clark" , "Female" , 20 );   JobCandidate jobCandidate4 = new JobCandidate( "Andrew Styne" , "Male" , 24 );   ArrayList jobCandidateList = new ArrayList<>();   jobCandidateList.add(jobCandidate1);   jobCandidateList.add(jobCandidate2);   jobCandidateList.add(jobCandidate3);   jobCandidateList.add(jobCandidate4);   JobCandidateSorter jobCandidateSorter = new JobCandidateSorter(jobCandidateList);   ArrayList sortedJobCandidate = jobCandidateSorter.getSortedJobCandidateByAge();   System.out.println( "-----Sorted JobCandidate by age: Ascending-----" ); for (JobCandidate jobCandidate : sortedJobCandidate) {   System.out.println(jobCandidate);   }   }   }

在上面的测试类中，我们创建了四个 JobCandidate 对象并把它们添加到 ArrayList，然后传递这个 ArrayList 到构造函数来实例化 JobCandidateSorter 类。最后，我们调用 JobCandidateSorter 类的 getSortedJobCandidateByAge()方法，并打印这个方法返回的排序后的 ArrayList。测试的输出结果如下：

------------------------------------------------------- T E S T S ------------------------------------------------------- Running guru.springframework.blog.sortarraylist.comparable.JobCandidateSorterTest -----Sorted JobCandidate by age: Ascending----- Name: Betty Clark, Gender: Female, age: 20 Name: Sandy Hunt, Gender: Female, age: 23 Name: Andrew Styne, Gender: Male, age: 24 Name: Mark Smith, Gender: Male, age: 26 Tests run: 1 , Failures: 0 , Errors: 0 , Skipped: 0 , Time elapsed: 0.003 sec - in guru.springframework.blog.sortarraylist.comparable.JobCandidateSorterTest

使用 Comparable 对 ArrayList 排序是一种常用的方法。但是你必须知道有某些限制。你想要排序的对象的类必须实现 Comparable 并覆写 compareTo()方法。这基本上意味着你将只能基于一个成员变量来比较对象(我们例子中的年龄字段)。如果要求你按照姓名和年龄来对 JobCandidate 对象进行排序怎么办？ Comparable 就不是解决的方法了。另外，比较逻辑是需要进行比较的对象的类的一部分，它消除了比较逻辑可复用性的可能。Java 通过使用在 java.util 包下提供的Comparator接口解决了上述的比较需求。

使用 Comparator 排序 ArrayList

Comparator 接口与Comparable 接口相似也提供了一个单一的比较方法叫作 compare()。然而，与 Comparable的 compareTo()方法不同的是，这个 compare()接受两个同类型的不同对象进行比较。
我们将用 Comparator 对我们之前使用过的相同 JobCandidate 类对象进行排序。我们将通过实现 Comparatoras 匿名内部类，允许对 JobCandidate 对象按照年龄和姓名进行排序。
下面是使用了 Comparator 的 JobCandidate 类代码
JobCandidate.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.comparator;   import java.util.Comparator;   public class JobCandidate {   private String name;   private String gender;   private int age;   public JobCandidate(String name, String gender, int age) {   this .name = name;   this .gender = gender;   this .age = age;   }   public String getName() {   return name;   }   public String getGender() {   return gender;   }   public int getAge() {   return age;   }   public static Comparator ageComparator = new Comparator() {   @Override   public int compare(JobCandidate jc1, JobCandidate jc2) {   return (jc2.getAge() < jc1.getAge() ? - 1 :   (jc2.getAge() == jc1.getAge() ? 0 : 1 ));   }   };   public static Comparator nameComparator = new Comparator() {   @Override   public int compare(JobCandidate jc1, JobCandidate jc2) {   return ( int ) (jc1.getName().compareTo(jc2.getName()));   }   };   @Override   public String toString() {   return " Name: " + this .name + ", Gender: " + this .gender + ", age:" + this .age;   }   }

在上面的类中，从 29 行到 35 行，我们写了一个匿名类并实现了 compare()方法，按照年龄的降序对 JobCandidate 对象进行排序。从37行到42行，我们又写了一个匿名类并实现了 compare() 方法，按照姓名的升序对 JobCandidate进行排序。现在我们写一个类，为委托方对 ArrayList 的元素进行排序。
JobCandidateSorter.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.comparator;   import java.util.ArrayList;   import java.util.Collections;   public class JobCandidateSorter {   ArrayList jobCandidate = new ArrayList<>();   public JobCandidateSorter(ArrayList jobCandidate) {   this .jobCandidate = jobCandidate;   }   public ArrayList getSortedJobCandidateByAge() {   Collections.sort(jobCandidate, JobCandidate.ageComparator);   return jobCandidate;   }   public ArrayList getSortedJobCandidateByName() {   Collections.sort(jobCandidate, JobCandidate.nameComparator);   return jobCandidate;   }   }

在上面的类中，我们写了 getSortedJobCandidateByAge()方法，在这个方法内部我们调用了 Collections.sort()的重载版本，这个版本传递要被排序的 ArrayList 对象和比较年龄的 Comparator 对象。在 getSortedJobCandidateByName()方法内部，我们又调用了 Collections.sort()的另一个重载版本，这个版本传递要被排序的 ArrayList 对象和比较姓名的 Comparator 对象。
Let’s write a test class to test our code.
让我们写一个测试类来测试我们的代码。
JobCandidateSorterTest.java

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package guru.springframework.blog.sortarraylist.comparator;   import guru.springframework.blog.sortarraylist.comparator.JobCandidate;   import guru.springframework.blog.sortarraylist.comparator.JobCandidateSorter;   import org.junit.Before;   import org.junit.Test;   import java.util.ArrayList;   import static org.junit.Assert.*;   public class JobCandidateSorterTest {   JobCandidateSorter jobCandidateSorter;   @Before   public void setUp() throws Exception {   JobCandidate jobCandidate1 = new JobCandidate( "Mark Smith" , "Male" , 26 );   JobCandidate jobCandidate2 = new JobCandidate( "Sandy Hunt" , "Female" , 23 );   JobCandidate jobCandidate3 = new JobCandidate( "Betty Clark" , "Female" , 20 );   JobCandidate jobCandidate4 = new JobCandidate( "Andrew Styne" , "Male" , 24 );   ArrayList jobCandidateList = new ArrayList<>();   jobCandidateList.add(jobCandidate1);   jobCandidateList.add(jobCandidate2);   jobCandidateList.add(jobCandidate3);   jobCandidateList.add(jobCandidate4);   jobCandidateSorter = new JobCandidateSorter(jobCandidateList);   } @Test   public void testGetSortedJobCandidateByAge() throws Exception {   System.out.println( "-----Sorted JobCandidate by age: Descending-----" ); ArrayList sortedJobCandidate = jobCandidateSorter.getSortedJobCandidateByAge();   for (JobCandidate jobCandidate : sortedJobCandidate) {   System.out.println(jobCandidate);   }   } @Test   public void testGetSortedJobCandidateByName() throws Exception {   System.out.println( "-----Sorted JobCandidate by name: Ascending-----" ); ArrayList sortedJobCandidate = jobCandidateSorter.getSortedJobCandidateByName();   for (JobCandidate jobCandidate : sortedJobCandidate) {   System.out.println(jobCandidate);   }   }   }

在测试类中我们向 ArrayList 中添加若干 JobCandidate 对象，并使用 Before 注释在测试单元的 setup()方法中创建了一个 JobCandidateSorter 对象。如果你是一个 Junit 新手，可以参考我以前的文章包括 Junit 注释（Junit 单元测试系列）。在 testGetSortedJobCandidateByAge()测试方法中我们调用了 getSortedJobCandidateByAge()方法，并打印了该方法返回的排序后的 ArrayList。在 testGetSortedJobCandidateByName()测试方法中我们调用了getSortedJobCandidateByName()方法并同样打印该方法返回的 ArrayList。测试的输出如下：

------------------------------------------------------- T E S T S ------------------------------------------------------- Running guru.springframework.blog.sortarraylist.comparator.JobCandidateSorterTest -----Sorted JobCandidate by name: Ascending----- Name: Andrew Styne, Gender: Male, age: 24   Name: Betty Clark, Gender: Female, age: 20   Name: Mark Smith, Gender: Male, age: 26   Name: Sandy Hunt, Gender: Female, age: 23 -----Sorted JobCandidate by age: Descending----- Name: Mark Smith, Gender: Male, age: 26   Name: Andrew Styne, Gender: Male, age: 24   Name: Sandy Hunt, Gender: Female, age: 23   Name: Betty Clark, Gender: Female, age: 20   Tests run: 2 , Failures: 0 , Errors: 0 , Skipped: 0 , Time elapsed: 0.023 sec - in guru.springframework.blog.sortarraylist.comparator.JobCandidateSorterTest

总结

在本文中我们看到了 ArrayList 排序的不同方法。一种是使用 Comparable 另一种是使用 Comparator。方法的选择一直是造成程序员们困惑的原因之一。你最应该记住的就是一个 Comparable 对象可以说“我可以自己与另外一个对象比较”而一个 Comparator 对象可以说“我可以比较两个不同的对象”。你不能说一个接口比另一个要好。选择的接口取决于你需要实现的功能。