Java中Colletcions.sort方法详解以及Comparable和Comparator两个接口的区别

在应用Collections工具类的sort方法时，一般有两种使用方式：

//将集合中元素按照默认规则排序。
public static <T> void sort(List<T> list)
//将集合中元素按照指定规则排序。
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )

第一种方法：

直接把待排序集合作为参数传入Collections.sort()，默认规则是升序排列，比如:

ArrayList<Integer> list=new ArrayList<>();
Collections.addAll(list,3,7,2,4,1);//list=[3,7,2,4,1]
Collections.sort(list);//排序结果是list=[1,2,3,4,7]

当然，ArrayList也可以存储对象类型的数据，那么如何将对象类型的数据按我们想要的规则进行排序呢？这时候就需要让我们的自定义的类实现Comparabler接口，并且重写Comparabler接口中的compareTo方法：

//测试类，用于测试排序效果
public class DemoSort {public static void main(String[] args) {ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();list.add(new Person("张三",18));list.add(new Person("李四",20));list.add(new Person("王五",15));System.out.println(list);//[Person{name='张三', age=18}, Person{name='李四', age=20}, Person{name='王五', age=15}]Collections.sort(list);System.out.println(list);}
}

//自定义的Person类，最下面重写了Comparabler接口中的compareTo方法
public class Person implements Comparable<Person>{private String name;private int age;public Person() {}public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}//重写排序的规则@Overridepublic int compareTo(Person o) {//自定义比较的规则,比较两个人的年龄(this,参数Person)return this.getAge() - o.getAge();//年龄升序排序//return o.getAge() - this.getAge();//年龄降序排序}
}

上面的例子中定义了一个Person类，有名字和年龄两个成员变量，当有多个Person对象时，我们想让年龄大的排在list后面（也就是按年龄升序排列），就需要在Person类中重写compareTo方法。

传入参数就是Preson类型的对象o，在代码中，当前的人用this指代（当前对象），要比较的后一个人就是传进来的参数，用o指代；

这里面的compareTo方法只是sort排序中的很少一部分代码，它的作用只是提供一个i的返回值，这个返回值如果是正数，在sort其它部分的代码中会转换为1；如果是负数，会转换为-1；如果参与比较的两个数相等，会返回0；

返回值为负数（后面会转换为-1）：在sort其他的代码段中，将不会对参与比较的两个对象对调次序；
返回值为正数（后面会转换为1）：在sort其他的代码段中，将会对参与比较的两个对象对调次序；

所以，在前面的代码中，compareTo返回的如果是this.getAge() - o.getAge();，也就是表示当前人的年龄（当前对象）减去后一个人的年龄（传入对象0）：

如果返回正数，就要将当前人和后一个人调换次序，而返回正数说明当前这个人的年龄更大。这样效果就是年龄大的人会排在后面，实现的是升序的逻辑；
如果返回负数，就不调换次序，而返回负数说明后面这个人的年龄更大。这样效果就是年龄大的人会排在后面，实现的还是升序的逻辑；

运行测试代码，运行结果是按年龄升序排类：

[Person{name='王五', age=15}, Person{name='张三', age=18}, Person{name='李四', age=20}]

这种时候，如果把上面代码中Person类的compareTo方法的返回值改成o.getAge() - this.getAge(),同样适用前面的规则：

如果返回正数，就要将当前人和后一个人调换次序，而返回正数说明后面这个人的年龄更大。这样效果就是年龄大的人会排在后面，实现的是降序的逻辑；
如果返回负数，就不调换次序，而返回负数说明当前这个人的年龄更大。这样效果就是年龄大的人会排在后面，实现的还是降序的逻辑；

测试运行结果是按年龄降序排列：

[Person{name='李四', age=20}, Person{name='张三', age=18}, Person{name='王五', age=15}]

第二种方法

第二种方法作为参数的不仅有集合，还有一个Comparator比较器，它是一个接口，它的一般使用和Comparable接口的使用不一样，可以在本类中直接使用匿名类自定义排序规则。

举例：

这里使用学生类，有姓名和年龄两个变量，类里面重写了toString方法方便测试代码，有普通的get和set方法：

public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}

下面在测试类中给学生类进行自定义排序：

public class Demo03Sort {public static void main(String[] args) {//list01为普通Integer类型的集合ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();list01.add(1);list01.add(3);list01.add(2);System.out.println(list01);//[1, 3, 2]Collections.sort(list01, new Comparator<Integer>() {//重写比较的规则@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {//return o1-o2;//升序return o2-o1;//降序}});System.out.println(list01);ArrayList<Student> list02 = new ArrayList<>();list02.add(new Student("张三",18));list02.add(new Student("李四",20));list02.add(new Student("王五",17));list02.add(new Student("赵七",18));System.out.println(list02);//按照年龄升序排序Collections.sort(list02, new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {return o1.getAge()-o2.getAge();//升序规则}});System.out.println(list02);}
}

输出结果为：

[1, 3, 2]
[3, 2, 1]
[Student{name='张三', age=18}, Student{name='李四', age=20}, Student{name='王五', age=17}, Student{name='赵七', age=18}]
[Student{name='王五', age=17}, Student{name='张三', age=18}, Student{name='赵七', age=18}, Student{name='李四', age=20}]

可以看出当重写的compare返回值是o1-o2时，是按升序排列，当return的是o2-o1时，排序按降序。

这里compare的规则和前面第一种方法里的compareTo方法类似，也是当返回值是正数是，会被转成1，表示需要调换o1和o2的次序。当返回o1-o2时，如果返回正数，就需要调换o1和o2的次序，同时返回正数表示o1>o2，也就是要把更大的o1换到后面去，所以是升序的规则；返回负数时，不调换次序，同时负数表示o1<o2，也就是让本来更大的o2保持在后面。

当返回o2-o1的时候，道理是一样的，是降序的规则。

当然，Comparator还有另外一种使用方法：

list.sort(new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {return o1.getAge() - o2.getAge();}
});

直接通过list的sort方法调用，重写compare方法的规则和前面提到的是一样的

Comparable和Comparator两个接口的区别

Comparable：强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次，不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（和Arrays.sort）进行自动排序，对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。

Comparator强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构（如有序set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。