Java中数组排序函数的使用和实现

一、Arrays类中提供的数组排序函数

Java中提供了Arrays类来处理数组相关的操作，该类中提供了一些排序方法，常见的有：

1. Arrays.sort()：对数组进行排序

2. Arrays.parallelSort()：同样是对数组进行排序，但是使用的是并行排序算法，可以利用多核CPU的优势加速排序操作，对于大数组的排序效果更为优异。

二、Arrays.sort()的使用

通过Arrays.sort()方法对数组进行排序，可以按照升序或者降序进行排列。其使用方法如下：

1. 对一个基本数据类型的数组进行升序排序，例如整型数组，需要按照以下的方法来调用Arrays.sort():

int[] array = {3, 1, 2, 5, 4};

Arrays.sort(array);

System.out.println(Arrays.toString(array));  // 结果输出: [1, 2, 3, 4, 5]

2. 对一个基本数据类型的数组进行降序排序，需要使用自定义的Comparator进行排序:

int[] array = {3, 1, 2, 5, 4};

Integer[] integers = Arrays.stream(array).boxed().toArray(Integer[]::new);

Arrays.sort(integers, (o1, o2) -> o2 - o1); // 自定义降序比较器

System.out.println(Arrays.toString(integers));  // 结果输出: [5, 4, 3, 2, 1]

3. 对一个对象类型的数组进行排序，例如一个字符串数组中需要按照字典序进行排序，需要按照以下的方式进行调用：

String[] array = {"apple", "banana", "orange", "pear", "grape"};

Arrays.sort(array);

System.out.println(Arrays.toString(array));  // 结果输出: [apple, banana, grape, orange, pear]

三、Arrays.parallelSort()的使用

Arrays类中的parallelSort()方法，是Java8在JDK中提供的一种并行排序算法。它主要是在一定程度上加快了大规模数组排序的速度。其使用方式与Arrays.sort()方法类似，只是参数不同。它的使用方法如下：

1. 对一个基本数据类型的数组进行升序排序

int[] array = {3, 1, 2, 5, 4};

Arrays.parallelSort(array);

System.out.println(Arrays.toString(array));  // 结果输出: [1, 2, 3, 4, 5]

2. 对一个基本数据类型的数组进行降序排序，需要利用自定义Comparator进行排序

int[] array = {3, 1, 2, 5, 4};

Integer[] integers = Arrays.stream(array).boxed().toArray(Integer[]::new);

Arrays.parallelSort(integers, (o1, o2) -> o2 - o1); // 自定义降序比较器

System.out.println(Arrays.toString(integers));  // 结果输出: [5, 4, 3, 2, 1]

3. 对一个对象类型的数组进行排序，例如一个字符串数组中需要按照字典序进行排序，需要按照以下的方式进行调用

String[] array = {"apple", "banana", "orange", "pear", "grape"};

Arrays.parallelSort(array);

System.out.println(Arrays.toString(array));  // 结果输出: [apple, banana, grape, orange, pear]

四、Arrays.sort() 和 Arrays.parallelSort()的性能对比

1. 当数组规模较小时，Arrays.sort()比Arrays.parallelSort()更快些

2. 当数组规模较大时，Arrays.parallelSort()比Arrays.sort()快（并行化对于大型数据集更具优势）

3. 当排序的对象类型比较简单时（如int[]等），Arrays.sort()比Arrays.parallelSort()快些

4. 当排序的对象类型比较复杂时（如Object[]等），Arrays.parallelSort()比Arrays.sort()更具优势

五、数组排序算法的实现

Arrays.sort() 和 Arrays.parallelSort() 方法，都是对数组的排序算法进行了一次封装。下面介绍一下常见的几种排序算法的实现：

1. 冒泡排序

冒泡排序是一种交换排序算法，其的核心思想就是两两交换相邻记录当中的元素，使得较大的元素逐渐往后移动。算法的时间复杂度为O(n^2)。[示例代码][1]。

2. 选择排序

选择排序算法的核心思想是选择一个最小的元素放到前面已经排好序的序列当中。算法时间复杂度为O(n^2)。[示例代码][2]。

3. 插入排序

插入排序算法的核心思想是从数组的第二个元素开始，将其插入到前面已经排序的部分中，使其保持有序。算法时间复杂度为O(n^2)。[示例代码][3]。

4. 快速排序

快速排序算法的核心思想是选择一个基准元素，然后在数组的左侧和右侧进行分区操作，直到数组有序。算法时间复杂度为O(nlogn)。[示例代码][4]。

5. 归并排序

归并排序算法的核心思想是将待排序的数组分成两个子序列，对这两个子序列进行递归调用，最后再将两个有序子序列合并成一个有序序列。算法时间复杂度为O(nlogn)。[示例代码][5]。

六、结语

本文主要介绍了Java中数组排序函数的使用和实现。 Arrays.sort()和 Arrays.parallelSort()方法都是对排序算法进行了封装，实现了一种短小精悍的排序算法，使得程序员可以很方便地进行排序。除此之外，我们还了解了几种常见的排序算法的实现。当使用Arrays.sort() 和 Arrays.parallelSort()排序函数时，需要考虑到数组的大小，数组元素的类型等多个因素，以便得到更好的排序效果。

[1]: https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3985166.html

[2]: https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949788.html

[3]: https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/4219259.html

[4]: https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/4209051.html

[5]: https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/4236613.html