Java中的排序函数使用对比

发布时间：2023-06-22 17:48:20

在Java编程语言中，有许多不同的排序函数可供开发人员使用。这些排序函数通常用于对数组或集合数据进行排序，以便更有效地管理这些数据。在本文中，我们将探讨Java中几种常见的排序函数，并比较它们的优缺点和使用方式。

1. Arrays.sort()函数

Arrays.sort()函数是Java中最常用的排序函数之一，它可用于对任何类型的数组进行排序，包括整数、浮点数和字符串等等。此排序函数采用快速排序算法，在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但平均时间复杂度为O(nlogn)，因此它通常是数组排序的理想选择。

Arrays.sort()函数的使用十分简单，只需传入一个需要排序的数组即可。例如，下面的代码将一个整数数组升序排列：

int[] arr = {3, 7, 1, 8, 4};

Arrays.sort(arr); // arr现在为{1, 3, 4, 7, 8}

2. Collections.sort()函数

Collections.sort()函数是类似于Arrays.sort()的排序函数，但它用于对Java集合（例如ArrayList和LinkedList）进行排序。此排序函数也采用快速排序算法，平均时间复杂度为O(nlogn)。与Arrays.sort()不同的是，Collections.sort()函数需要传入一个Comparator对象，以指定元素之间的比较方式。

下面的代码演示了如何使用Collections.sort()函数对一个字符串列表进行按长度排序：

List<String> list = new ArrayList<String>();

list.add("apple");

list.add("banana");

list.add("orange");

Collections.sort(list, new Comparator<String>() {

public int compare(String str1, String str2) {

return Integer.compare(str1.length(), str2.length());

}

});

// 现在list为{orange, apple, banana}

3. Arrays.parallelSort()函数

Arrays.parallelSort()函数是Java 8新增的排序函数，它使用了多线程排序算法，以提高排序效率。该函数的工作方式与Arrays.sort()函数相似，但在多核CPU上可实现更快的排序速度。此排序函数的时间复杂度与Arrays.sort()函数相同，但有时平均时间复杂度会略低于后者。

下面的代码演示了如何使用Arrays.parallelSort()函数对一个浮点数数组进行排序：

double[] arr = {3.5, 1.2, 6.8, 2.4, 5.1};

Arrays.parallelSort(arr); // 现在arr为{1.2, 2.4, 3.5, 5.1, 6.8}

4. Arrays.sort()和Arrays.parallelSort()的比较

Arrays.parallelSort()函数提供了更快的排序速度，但其在较小的数组中可能比Arrays.sort()函数更慢。因此，使用哪种排序函数视情况而定。

下面的代码演示了如何使用Java的System.currentTimeMillis()函数来比较Arrays.sort()和Arrays.parallelSort()在不同大小的数组下的排序速度：

import java.util.Arrays;

public class SortComparison {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Array size\tArrays.sort()\tArrays.parallelSort()");

for (int i = 10000; i <= 10000000; i *= 10) {

int[] arr1 = new int[i];

int[] arr2 = new int[i];

for (int j = 0; j < i; j++) {

int num = (int) (Math.random() * 10000);

arr1[j] = num;

arr2[j] = num;

}

long startTime1 = System.currentTimeMillis();

Arrays.sort(arr1);

long endTime1 = System.currentTimeMillis();

long time1 = endTime1 - startTime1;

long startTime2 = System.currentTimeMillis();

Arrays.parallelSort(arr2);

long endTime2 = System.currentTimeMillis();

long time2 = endTime2 - startTime2;

System.out.println(i + "\t\t" + time1 + "ms\t\t" + time2 + "ms");

}

运行上述代码将得到类似于以下的结果：

Array size Arrays.sort() Arrays.parallelSort()

10000 4ms 22ms

100000 24ms 25ms

1000000 234ms 47ms

10000000 2716ms 313ms

结论：在较小的数组（小于100000）中，Arrays.sort()函数要比Arrays.parallelSort()函数快。但在较大的数组中，Arrays.parallelSort()函数可以提供更快的排序速度。

总结

Java中有多种不同的排序函数可供使用，在选择使用哪种函数时需要根据数据大小、排序速度和算法复杂度等因素进行考虑。对于较小的数组，Arrays.sort()函数可以提供较好的排序速度；对于较大的数组，Arrays.parallelSort()函数可能比Arrays.sort()函数更快。而Collections.sort()函数则用于对集合进行排序，且需要传入一个Comparator对象以指定比较方式。