Java中List排序的3种方法

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cn2024 2022-01-06 14:42:54

在某些特殊的场景下，我们需要在 Java 程序中对 List 集合进行排序操作。比如从第三方接口中获取所有用户的列表，但列表默认是以用户编号从小到大进行排序的，而我们的系统需要按照用户的年龄从大到小进行排序，这个时候，我们就需要对 List 集合进行自定义排序操作了。

List 排序的常见方法有以下 3 种：

使用 Comparable 进行排序；
使用 Comparator 进行排序；
如果是 JDK 8 以上的环境，也可以使用 Stream 流进行排序。

下面我们分别来看各种排序方法的具体实现。

1.使用 Comparable 排序

按照本文设计的场景，我们需要创建一个包含了用户列表的 List 集合，并按用户的年龄从大到小进行排序，具体实现代码如下：

public class ListSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并初始化 List
        List<Person> list = new ArrayList<Person>() {{
            add(new Person(1, 30, "北京"));
            add(new Person(2, 20, "西安"));
            add(new Person(3, 40, "上海"));
        }};
        // 使用 Comparable 自定的规则进行排序
        Collections.sort(list);
        // 打印 list 集合
        list.forEach(p -> {
            System.out.println(p);
        });
    }
}

//  以下 set/get/toString 使用的是 lombok 的注解
@Getter
@Setter
@ToString
class Person implements Comparable<Person> {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

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

    @Override
    public int compareTo(Person p) {
        return p.getAge() - this.getAge();
    }
}

以上代码的执行结果，如下图所示：

Java中List排序的3种方法_比较器

本方法的核心代码如下：

Java中List排序的3种方法_字段_02

2.使用 Comparator 排序

Comparable 是类内部的比较方法，而 Comparator 是排序类外部的比较器。使用 Comparator 比较器，无需修改原 Person 类，只需要扩充一个 Person 类的比较器就行了，Comparator 的实现方法有以下两种：

新建 Comparator 比较器；
使用 Comparator 匿名类比较器。

其中，第二种实现方法要更简洁一些，我们通过下面的具体代码，来观察一下二者的区别。

2.1 新建 Comparator 比较器

public class ListSortExample2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并初始化 List
        List<Person> list = new ArrayList<Person>() {{
            add(new Person(1, 30, "北京"));
            add(new Person(2, 20, "西安"));
            add(new Person(3, 40, "上海"));
        }};
        // 使用 Comparator 比较器排序
        Collections.sort(list, new PersonComparator());
        // 打印 list 集合
        list.forEach(p -> {
            System.out.println(p);
        });
    }
}
/**
 * 新建 Person 比较器
 */
class PersonComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p2.getAge() - p1.getAge();
    }
}
@Getter
@Setter
@ToString
class Person {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

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

以上代码的执行结果，如下图所示：

Java中List排序的3种方法_字段_03

本方法的核心实现代码如下：

Java中List排序的3种方法_字段_04

2.2 匿名类比较器

比较器 Comparator 可以使用更简洁的匿名类的方式，来实现排序功能，具体实现代码如下：

public class ListSortExample2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并初始化 List
        List<Person> list = new ArrayList<Person>() {{
            add(new Person(1, 30, "北京"));
            add(new Person(2, 20, "西安"));
            add(new Person(3, 40, "上海"));
        }};
        // 使用匿名比较器排序
        Collections.sort(list, new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person p1, Person p2) {
                return p2.getAge() - p1.getAge();
            }
        });
        // 打印 list 集合
        list.forEach(p -> {
            System.out.println(p);
        });
    }
}
@Getter
@Setter
@ToString
class Person {
    private int id;
    private int age;
    private String name;
    public Person(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
}

以上代码的执行结果，如下图所示：

Java中List排序的3种方法_初始化_05

3.使用 Stream 流排序

在 JDK 8 之后可以使用更加简单的方法 Stream 流来实现排序功能，它的实现只需要一行代码，具体实现如下：

public class ListSortExample3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并初始化 List
        List<Person> list = new ArrayList<Person>() {{
            add(new Person(1, 30, "北京"));
            add(new Person(2, 20, "西安"));
            add(new Person(3, 40, "上海"));
        }};
        // 使用 Stream 排序
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getAge).reversed())
                .collect(Collectors.toList());
        // 打印 list 集合
        list.forEach(p -> {
            System.out.println(p);
        });
    }
    @Getter
    @Setter
    @ToString
    static class Person {
        private int id;
        private int age;
        private String name;
        public Person(int id, int age, String name) {
            this.id = id;
            this.age = age;
            this.name = name;
        }
    }
}

其中 reversed() 表示倒序的意思，如果不使用此方法则是正序。

以上代码的执行结果，如下图所示：

Java中List排序的3种方法_字段_06

扩展：排序字段为 null

使用 Stream 进行排序时，如果排序的字段出现 null 值就会导致异常发生，具体示例如下：

public class ListSortExample4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并初始化 List
        List<Person> list = new ArrayList<Person>() {{
            add(new Person(30, "北京"));
            add(new Person(10, "西安"));
            add(new Person(40, "上海"));
            add(new Person(null, "上海")); // 年龄为 null 值
        }};
        // 按照[年龄]正序,但年龄中有一个 null 值
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getAge))
                .collect(Collectors.toList());
        // 打印 list 集合
        list.forEach(p -> {
            System.out.println(p);
        });
    }
}
@Getter
@Setter
@ToString
class Person {
    private Integer age;
    private String name;

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

以上代码的执行结果，如下图所示：

Java中List排序的3种方法_字段_07

想要解决上述问题，需要给 Comparator.comparing 传递第二个参数：Comparator.nullsXXX，如下代码所示：

public class ListSortExample4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并初始化 List
        List<Person> list = new ArrayList<Person>() {{
            add(new Person(30, "北京"));
            add(new Person(10, "西安"));
            add(new Person(40, "上海"));
            add(new Person(null, "上海"));
        }};
        // 按照[年龄]正序,但年龄中有一个 null 值
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getAge,
                Comparator.nullsFirst(Integer::compareTo)))
                .collect(Collectors.toList());
        // 打印 list 集合
        list.forEach(p -> {
            System.out.println(p);
        });
    }
}
@Getter
@Setter
@ToString
class Person {
    private Integer age;
    private String name;

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

Comparator.nullsFirst 表示将排序字段中的 null 值放到集合最前面，如果想要将 null 值放到集合最后面可以使用 Comparator.nullsLast。

以上代码的执行结果，如下图所示：

Java中List排序的3种方法_字段_08

总结

本文介绍了 3 种 List 排序的方法，前两种方法常用于 JDK 8 之前的版本，其中比较器 Comparator 有两种实现的写法，而在 JDK 8 之后的版本，就可以使用 Comparator.comparing 实现排序了，如果排序字段中可能出现 null 值，要使用 Comparator.nullsXXX 进行排序处理（否则会报错）