Java集合排序之Collection.sort詳解

一、Collection的基本介紹

Collection是Java中表示一組對象的介面，是集合框架的根介面。它定義了表示一組對象的集合的基本操作，如添加、刪除、清空、迭代等操作。實現了Collection介面的類是集合類，如List、Set等。

常用的集合類，比如ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet都實現了Collection介面。

二、Collection.sort()的作用

Collection.sort()是Java的一個方便易用的排序函數，它可以對實現了Comparable介面的集合元素進行排序。除此之外，我們還可以使用Comparator介面來定義自己的比較規則。在使用Collection.sort()進行排序時，它會按照元素的自然順序排序，如果元素沒有實現Comparable介面，則會拋出異常。

三、Collection.sort()的基本使用

在使用Collection.sort()進行排序時，我們需要先讓集合元素實現Comparable介面，然後調用Collection.sort()即可。例如，我們有一個Person類，我們想要對它們按照年齡進行排序，那麼我們可以這樣寫代碼：

class Person implements Comparable{
    int age;
    String name;

    public Person(int age, String name){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int compareTo(Person other){
        return this.age - other.age;
    }
}

List personList = new ArrayList();
personList.add(new Person(20, "Jack"));
personList.add(new Person(18, "Tom"));
personList.add(new Person(25, "Lucy"));

Collections.sort(personList);

在上面的代碼中，我們定義了Person類，它實現了Comparable介面，然後用List來存儲Person對象，最後使用Collections.sort()進行排序，它會將personList按照每個Person的年齡從小到大排序。

四、Comparator介面來定義自己的比較規則

除了讓集合元素實現Comparable介面，我們還可以使用Comparator介面來定義自己的比較規則。它與Comparable介面的區別在於，Comparable介面可以讓集合元素自身具有比較性，而Comparator介面則是為集合專門設計的比較函數，可以在集合之外獨立存在。

例如，我們有一個Person類，想要按照姓名的字典序進行排序，我們可以這樣寫代碼：

class NameComparator implements Comparator{
    public int compare(Person p1, Person p2){
        return p1.name.compareTo(p2.name);
    }
}

List personList = new ArrayList();
personList.add(new Person(20, "Jack"));
personList.add(new Person(18, "Tom"));
personList.add(new Person(25, "Lucy"));

Collections.sort(personList, new NameComparator());

在上面的代碼中，我們定義了一個NameComparator類，它實現了Comparator介面，定義了compare方法，用於比較Person對象的姓名字典序。然後使用Collections.sort()進行排序時傳入一個NameComparator對象即可。

五、Collection.sort()的效率問題

在集合元素數量很大時，Collection.sort()可能會很慢，這時我們可以考慮使用快速排序演算法，它可以在O(nlogn)的時間複雜度內完成排序。Java中的Arrays.sort()和Collections.sort()都使用了快速排序演算法。

六、Collection.sort()的線程安全問題

Collection.sort()是線程非安全的，如果多個線程同時對同一個集合進行排序，可能會出現不可預期的結果。我們可以使用Collections.synchronizedList()使得集合變得線程安全，但是這樣會帶來一定的性能損失。

七、總結

Collection.sort()是Java中一個很方便易用的排序函數，它可以對實現了Comparable介面的集合元素進行排序，同時我們還可以使用Comparator介面來定義自己的比較規則。在使用Collection.sort()進行排序時，我們需要注意效率和線程安全問題，選擇合適的方法來使用。