Java集合排序技巧与方法解析

本文深入解析了Java中各类集合排序的核心方法与常见陷阱：从Collections.sort()对List的原地排序及其对Set不兼容的限制，到自定义Comparator必须严格遵守的三值契约（避免溢出、缺失零值等致命错误），再到TreeSet/TreeMap虽自动排序却伴随去重风险和性能权衡，最后强调Stream.sorted()作为不可变、非侵入式排序的正确用法；全文直击开发者在容器类型选择、排序副作用控制和比较逻辑健壮性三大高频踩坑点，辅以简洁安全的代码范式（如Comparator.comparingInt().reversed()），助力写出稳定、高效且可维护的排序逻辑。

用 Collections.sort() 对 ArrayList 排序最直接

只要集合是 ArrayList（或其它 List 实现）且元素实现了 Comparable 接口，Collections.sort() 就能原地排序：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("c", "a", "b"));
Collections.sort(list); // ✅ 正常工作，list 变为 ["a", "b", "c"]

注意它只接受 List，传 HashSet 或 LinkedHashSet 会编译报错：The method sort(List) in the type Collections is not applicable for the arguments (Set)。如果非要对 Set 排序，得先转成 ArrayList 再调用。

自定义排序必须用 Comparator，别漏写 return

对非自然序（比如按字符串长度、按对象字段倒序），要传入 Comparator。常见错误是 lambda 写成表达式但忘了 return，或比较逻辑返回值不满足“三值契约”（负数/零/正数）：

• Comparator.comparing(s -> s.length()) ✅ 安全简洁
• (s1, s2) -> s1.length() - s2.length() ⚠️ 潜在溢出（长度差超 Integer.MAX_VALUE）
• (s1, s2) -> s1.length() > s2.length() ? 1 : -1 ❌ 永远不返回 0，破坏排序稳定性，可能引发 IllegalArgumentException: Comparison method violates its general contract!

推荐用 Comparator.comparingInt(String::length).reversed() 这类组合方式，语义清晰且安全。

TreeSet 和 TreeMap 是“自动排序”的容器，但不是万能替代

它们底层基于红黑树，在插入时就维持有序，适合需要持续增删+保持有序的场景：

Set<String> sortedSet = new TreeSet<>(Comparator.comparing(String::length));
sortedSet.addAll(Arrays.asList("hi", "hello", "a")); // 自动按长度排：["a", "hi", "hello"]

但要注意：
– 插入重复元素会被忽略（TreeSet 不允许重复）；
– 如果 comparator 判定两个对象“相等”（compare(a,b)==0），哪怕 a.equals(b) 为 false，也会被当成同一个键丢弃；
– 遍历性能不如已排序的 ArrayList（后者是连续内存，CPU 缓存友好）。

对 Stream 排序要用 sorted()，别和 Collections.sort() 混用

流式处理中排序是无状态中间操作，返回新流，不修改原集合：

List<Integer> nums = Arrays.asList(3, 1, 4);
List<Integer> sorted = nums.stream()
    .sorted(Comparator.reverseOrder())
    .collect(Collectors.toList()); // 原 nums 不变，sorted 是新列表

常见误用：
– 在 stream 后调 Collections.sort()：多此一举，且可能因并发修改抛 ConcurrentModificationException（如果原集合是 CopyOnWriteArrayList 等特殊实现）；
– 忘记 collect()：结果只是个未执行的 Stream，没实际排序动作。

排序本身不复杂，但容易在容器类型、是否原地修改、比较器契约这三个地方掉坑里。尤其是 Comparator 的返回值逻辑，运行时报错信息又模糊，建议单元测试里加几组边界数据验证。

本篇关于《Java集合排序技巧与方法解析》的介绍就到此结束啦，但是学无止境，想要了解学习更多关于文章的相关知识，请关注golang学习网公众号！