使用Java函数来实现数组排序的技巧

在Java编程中，我们经常需要对数组进行排序。排序算法可以分为内部排序和外部排序，其中内部排序是指将待排序数据完全读入内存中进行排序处理，外部排序则是指由于排序的数据量比较大，无法全部读入内存，需要借助外部存储设备进行排序。本文将主要介绍Java函数来实现数组排序的技巧，这些函数常用于内部排序。

1. Arrays.sort()

Arrays.sort()函数是Java中自带的一个排序函数，用于对数组进行排序。该函数有两种重载形式：

- public static void sort(int[] a)

- public static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex)

其中 种形式是对整个数组进行排序，第二种形式则是对数组的一部分进行排序。例如，使用Arrays.sort()函数对整个数组进行排序的代码如下：

int[] numArr = {3, 1, 7, 2, 9};
Arrays.sort(numArr);

2. Arrays.parallelSort()

Arrays.parallelSort()函数是Java 8中新增的一种排序函数，用于对数组进行并行排序（利用多线程加速排序）。该函数也有两种形式：

- public static void parallelSort(int[] a)

- public static void parallelSort(int[] a, int fromIndex, int toIndex)

使用Arrays.parallelSort()函数进行排序的代码与使用Arrays.sort()函数相似，只需将函数名改为Arrays.parallelSort()即可。

3. Collections.sort()

Collections.sort()函数是Java中用于对集合进行排序的函数，但也可以用于对数组进行排序。该函数有三种重载形式：

- public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)

- public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)

- public static void sort(List<?> list, Comparator<? super Object> c)

其中 种形式是使用实现了Comparable接口的元素类型进行排序，第二种形式是使用自定义的比较器Comparator进行排序，第三种形式是不知道元素类型具体是什么，使用Comparator进行排序。

使用Collections.sort()函数进行排序的代码如下：

List<Integer> numList = new ArrayList<Integer>();
numList.add(3);
numList.add(1);
numList.add(7);
numList.add(2);
numList.add(9);
Collections.sort(numList);

上述代码中，先将数组转换为List，再对List进行排序。

4. Arrays.sort() vs Arrays.parallelSort()

Arrays.sort()和Arrays.parallelSort()两个函数的性能表现如何？我们可以编写一个简单的程序来测试：

public static void main(String[] args) {
  int n = 10000000;
  int[] arr1 = new int[n];
  int[] arr2 = new int[n];
  Random rand = new Random();
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    arr1[i] = rand.nextInt();
    arr2[i] = arr1[i];
  }
  long start1 = System.currentTimeMillis();
  Arrays.sort(arr1);
  long elapsed1 = System.currentTimeMillis() - start1;
  long start2 = System.currentTimeMillis();
  Arrays.parallelSort(arr2);
  long elapsed2 = System.currentTimeMillis() - start2;
  System.out.println("Arrays.sort() takes " + elapsed1 + "ms");
  System.out.println("Arrays.parallelSort() takes " + elapsed2 + "ms");
}

上述程序生成了一个长度为10000000的随机数组，并分别使用Arrays.sort和Arrays.parallelSort进行排序，统计两个函数的运行时间。一般来说，在多核CPU上，Arrays.parallelSort()的运行时间会比Arrays.sort()更短。但也并非所有情况下都是这样，具体还要根据实际情况来选择使用哪个函数。

总体来说，Java自带的排序函数非常实用，能够满足绝大部分排序需求，使用起来也十分简单方便。在进行排序操作时，可以根据数据量、运行时间等因素来选择Arrays.sort()、Arrays.parallelSort()、Collections.sort()等函数。