List集合排序总结

内容纲要

问题现象

今天在项目中相对List集合进行按需求的排序,因此打算总结一下各种情况下的List排序的代码写法?

解决方法:

自己总结了以下,list集合的排序主要有以下几种排序方式:

1、Collections.sort(java对象)

这种方式需要满足以下条件:
1.1、list集合中元素的数据类型是一个java对象;
1.2、该java对象必须实现Comparable类;
1.3、重写compareTo方法;
其中 compareTo 方法用于指示当前元素与其他元素的比较规则,一般都是以 a - b 的形式返回int类型,表示排序规则为从 a 到 b 排序,其逻辑理解就是:如果compareTo方法返回值小于0,则当前元素往前放,大于0,则往后放。

Stdudent实体类

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student implements Comparable<Student> {

    private String name;

    private int age;

    @Override
    public int compareTo(Student stu) {
        return getAge() - stu.getAge();
    }
}

测试:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1=new Student("小米",1);
        Student stu2=new Student("小王",2);
        Student stu3=new Student("小明",3);

        List<Student> list=new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);

        System.out.println("排序后:");
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

2、Collections.sort(java对象集合, new Comparator<>() {});

这种方式与需要满足以下条件:
1.1、list集合中元素的数据类型是一个java对象;
1.2、重写compare方法;

Comparator 和 Comparable 的区别和理解:

Comparator 可以看成是外部比较器,因为它是先有list集合,然后再对list集合用比较器去排序;

Comparable 可以看成是内部比较器,因为它是直接在java对象实现类添加了比较器,因此是先有比较器,然后再对list集合用比较器去排序;

从上面两点,也可以推测出 Comparable 的排序算法的效率应该是比 Comparator 要高效的

Comparator :使用了匿名内部类来构建了一个Comparator比较器对象,从而实现排序,优点是:不需要在创建java对象时,实现 Comparable 接口,缺点是效率比 Comparable 要低一些。

Student实体类:

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student{

    private String name;

    private int age;

}

测试:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("小米", 1);
        Student stu2 = new Student("小王", 2);
        Student stu3 = new Student("小明", 3);

        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);

        System.out.println("排序后:");
        Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student stu1, Student stu2) {
                return stu1.getAge() - stu2.getAge();
            }
        });
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

拓展:

根据 JAVA8 的 lambda 表达式上面Compartor比较器的代码可以简写成以下代码:

Collections.sort(list, (stu11, stu21) -> stu11.getAge() - stu21.getAge());

再进一步简化成如下代码:

    Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge));
或
    Collections.sort(list, Comparator.comparing(Student::getAge));

通过查询 comparing开头的方法,可以看见:

file

经过我的测试发现comparing兼容了下面三种基于整型数据的方法:

file

显然用comparing很省事,但是一般兼容性越高,效率也就越低,可以推测出comparing方法内部肯定是有一重判断了参数的数据类型的逻辑,这会降低代码执行效率;因此,如果是整型数据的话,建议使用上面三种与数据类型对应的方法,而如果是字符串的话,就使用comparing。

简化后:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("小米", 1);
        Student stu2 = new Student("小王", 2);
        Student stu3 = new Student("小明", 3);

        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);

        System.out.println("排序后:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge));
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

可以看出这是升序排序的,那么如何降序呢?

由于降序=升序的倒序,所以可以使用倒序的方法【.reversed()】实现降序:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("小米", 1);
        Student stu2 = new Student("小王", 2);
        Student stu3 = new Student("小明", 3);

        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);

        System.out.println("排序后:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge));
        System.out.println(list);
        System.out.println("倒序后:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).reversed());
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

多条件排序:

Student实体类:

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student{

    private String name;

    private int age;

    private double grade;

    private int tall;

}

测试:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("小米", 20, 95.0, 175);
        Student stu2 = new Student("小王", 20, 90.5, 175);
        Student stu3 = new Student("小明", 20, 90.0, 180);

        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);
        System.out.println("排序后:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getTall));
        System.out.println(list);
        System.out.println("倒序后:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getTall).reversed());
        System.out.println(list);

        System.out.println("1.按年龄升序、分数升序、身高升序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).thenComparingInt(Student::getTall));
        System.out.println(list);
        System.out.println("2.按年龄升序、分数升序、身高降序序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).thenComparingInt(Student::getTall).reversed());
        System.out.println(list);
        System.out.println("3.按年龄升序、分数降序、身高升序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).reversed().thenComparingInt(Student::getTall));
        System.out.println(list);
        System.out.println("4.按年龄升序、分数降序、身高降序序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).reversed().thenComparingInt(Student::getTall).reversed());
        System.out.println(list);
        System.out.println("5.按年龄升序、身高升序、分数升序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingInt(Student::getTall).thenComparingDouble(Student::getGrade));
        System.out.println(list);
        System.out.println("6.按年龄升序、身高升序、分数降序序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingInt(Student::getTall).thenComparingDouble(Student::getGrade).reversed());
        System.out.println(list);
        System.out.println("7.按年龄升序、身高降序、分数升序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingInt(Student::getTall).reversed().thenComparingDouble(Student::getGrade));
        System.out.println(list);
        System.out.println("8.按年龄升序、身高降序、分数降序序排序:");
        Collections.sort(list, Comparator.comparing(Student::getAge).thenComparing(Student::getGrade).reversed().thenComparing(Student::getTall).reversed());
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

3、list.stream().sorted()

JAVA8 之后,引入了stream流操作,可以极大提高集合的链式操作效率,关于stream流操作不太清楚的小伙伴,可以自行查阅资料,比较简单,这里就不再拓展了;

这里要提的是stream流操作中的 sorted()方法可以用于排序,其逻辑原理和上面第二种 Comparator 的排序方式是一样的。

这种方式与需要满足以下条件:
1.1、list集合中元素的数据类型是一个java对象;
1.2、引入stream流操作规范;

优点:排序算法效率高。

Student实体类:

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student{

    private String name;

    private int age;

}

测试:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("小米", 1);
        Student stu2 = new Student("小王", 2);
        Student stu3 = new Student("小明", 3);

        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);

        System.out.println("排序后:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparing(Student::getAge)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

同样的以使用倒序的方法【.reversed()】实现降序:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("小米", 1);
        Student stu2 = new Student("小王", 2);
        Student stu3 = new Student("小明", 3);

        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);

        System.out.println("排序后:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparing(Student::getAge)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("倒序后:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparing(Student::getAge).reversed()).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

拓展:
很多使用不仅需要对单一字段进行排序,还需要多个字段排序,因此多条件排序很重要!

多条件排序:

Student实体类:

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student{

    private String name;

    private int age;

    private double grade;

    private int tall;

}

测试:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class TestUtil {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("小米", 20, 95.0, 175);
        Student stu2 = new Student("小王", 20, 90.5, 175);
        Student stu3 = new Student("小明", 20, 90.0, 180);

        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(stu2);
        list.add(stu1);
        list.add(stu3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);

        System.out.println("1.按年龄升序、分数升序、身高升序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).thenComparingInt(Student::getTall)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("2.按年龄升序、分数升序、身高降序序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).thenComparingInt(Student::getTall).reversed()).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("3.按年龄升序、分数降序、身高升序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).reversed().thenComparingInt(Student::getTall)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("4.按年龄升序、分数降序、身高降序序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingDouble(Student::getGrade).reversed().thenComparingInt(Student::getTall).reversed()).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("5.按年龄升序、身高升序、分数升序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingInt(Student::getTall).thenComparingDouble(Student::getGrade)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("6.按年龄升序、身高升序、分数降序序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingInt(Student::getTall).thenComparingDouble(Student::getGrade).reversed()).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("7.按年龄升序、身高降序、分数升序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingInt(Student::getTall).reversed().thenComparingDouble(Student::getGrade)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("8.按年龄升序、身高降序、分数降序序排序:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).thenComparingInt(Student::getTall).reversed().thenComparingDouble(Student::getGrade).reversed()).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

总结:

    推荐使用第三种排序方法,因为stream流操作排序效率最高。

4、List排序

这个其实才是这篇文章的重点,很多时候为了方便,我们会用到JSONObject或者Map对象去接收数据库返回的结果集;

    1、例如当数据库表过多的时候,我们并不想为每个表都创建一个java实体类去接收数据;

    2、尤其是当我们想动态的查询出自己想要的数据,而结果中的字段名很可能并不是固定的;

    3、当然还有很多其他的复杂情况。。。

当我们使用的这一类不是由java实体类组成的List集合的时候,上面的那三种方法显然是未必适用的,于是为了应对这种情况下的排序需求,经过我的测试,总结出了下面3种情况和方法:

4.1、List的单条件升序(默认)排序

大多数情况下,我们需要排序的时候,都是单条件排序,所以这是最基本的排序方法,基本上和第三种排序方式(list.stream().sorted())中的单条件排序的写法很类似,所以比较简单。

测试:

public class TestDemoUtil {
    public static void main(String[] args) {
        List<JSONObject> list = new ArrayList<>();
        JSONObject jsonObject1 = new JSONObject();
        JSONObject jsonObject2 = new JSONObject();
        JSONObject jsonObject3 = new JSONObject();

        jsonObject1.put("name", "小米");
        jsonObject1.put("age", 20);
        jsonObject1.put("grade", 95.0);
        jsonObject1.put("tail", 175);

        jsonObject2.put("name", "小王");
        jsonObject2.put("age", 20);
        jsonObject2.put("grade", 90.5);
        jsonObject2.put("tail", 175);

        jsonObject3.put("name", "小明");
        jsonObject3.put("age", 20);
        jsonObject3.put("grade", 90.0);
        jsonObject3.put("tail", 180);
        list.add(jsonObject1);
        list.add(jsonObject2);
        list.add(jsonObject3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);
        System.out.println("按成绩升序排序后:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingDouble(o -> o.getDoubleValue("grade"))).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
    }
}

file

4.2、List的单条件降序排序

需要注意的是,和上面提到的第三种排序方式(list.stream().sorted())不同,在对集合进行降序排序的时候,无法直接在链式链式调用后面加上【.reversed()】来实现降序了;经过测试发现list.stream().sorted()对于JSONObject这一类非自定义的java对象无法完美是使用链式调用了,原因很可能是因为JSONObject这一类对象没有确定属性的getter/setter方法,所以下面这种写法会在编译的时候报错:

        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingDouble(o -> o.getDoubleValue("grade")).reversed()).collect(Collectors.toList());

猜测原因应该是因为在链式调用中 getDoubleValue 会被识别为 JSONObject对象中 doubleValue属性对应的 getter方法,而该对象根本没有这个属性,所以就报错了,所以还是那句话链式调用的规则,并不适用于没有确定属性的这一类对象。

所以可以使用下面这种写法来解决降序的问题:

测试:

public class TestDemoUtil {
    public static void main(String[] args) {
        List<JSONObject> list = new ArrayList<>();
        JSONObject jsonObject1 = new JSONObject();
        JSONObject jsonObject2 = new JSONObject();
        JSONObject jsonObject3 = new JSONObject();

        jsonObject1.put("name", "小米");
        jsonObject1.put("age", 20);
        jsonObject1.put("grade", 95.0);
        jsonObject1.put("tail", 175);

        jsonObject2.put("name", "小王");
        jsonObject2.put("age", 20);
        jsonObject2.put("grade", 90.5);
        jsonObject2.put("tail", 175);

        jsonObject3.put("name", "小明");
        jsonObject3.put("age", 20);
        jsonObject3.put("grade", 90.0);
        jsonObject3.put("tail", 180);
        list.add(jsonObject1);
        list.add(jsonObject2);
        list.add(jsonObject3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);
        System.out.println("按成绩升序排序后:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingDouble(o -> o.getDoubleValue("grade"))).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        System.out.println("按成绩降序排序后:");
        list = list.stream().sorted((o1, o2) -> o2.getDoubleValue("grade") - o1.getDoubleValue("grade") > 0 ? 1 : -1).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
    }
}

打印结果:

file

4.3、List的多条件排序

多条件排序是重点,虽然很多时候我们只需要单条件排序;但多条件排序的写法才是重点,因为这种写法是最基础的,也是兼容最强的。

测试:

public class TestDemoUtil {
    public static void main(String[] args) {
        List<JSONObject> list = new ArrayList<>();
        JSONObject jsonObject1 = new JSONObject();
        JSONObject jsonObject2 = new JSONObject();
        JSONObject jsonObject3 = new JSONObject();

        jsonObject1.put("name", "小米");
        jsonObject1.put("age", 20);
        jsonObject1.put("grade", 95.0);
        jsonObject1.put("tail", 175);

        jsonObject2.put("name", "小王");
        jsonObject2.put("age", 20);
        jsonObject2.put("grade", 90.5);
        jsonObject2.put("tail", 175);

        jsonObject3.put("name", "小明");
        jsonObject3.put("age", 20);
        jsonObject3.put("grade", 90.0);
        jsonObject3.put("tail", 180);
        list.add(jsonObject1);
        list.add(jsonObject2);
        list.add(jsonObject3);

        System.out.println("排序前:");
        System.out.println(list);
        System.out.println("按成绩排序后:");
        list = list.stream().sorted(Comparator.comparingDouble(o -> o.getDoubleValue("grade"))).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);

        System.out.println("1.按年龄升序、分数升序、身高升序排序:");
        list = list.stream().sorted((o1, o2) -> {
            int value = o1.getIntValue("age") - o2.getIntValue("age");
            if ( value == 0 ) {
                double v = o1.getDoubleValue("grade") - o2.getDoubleValue("grade");
                if ( v == 0.0 ) {
                    return o1.getIntValue("tail") - o2.getIntValue("tail");
                }
                return v > 0.0 ? 1 : -1;
            }
            return value;
        }).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);

        System.out.println("2.按年龄升序、分数降序、身高升序排序:");
        list = list.stream().sorted((o1, o2) -> {
            int value = o1.getIntValue("age") - o2.getIntValue("age");
            if ( value == 0 ) {
                double v = o2.getDoubleValue("grade") - o1.getDoubleValue("grade");
                if ( v == 0.0 ) {
                    return o1.getIntValue("tail") - o2.getIntValue("tail");
                }
                return v > 0.0 ? 1 : -1;
            }
            return value;
        }).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);

        System.out.println("3.按年龄升序、身高升序、分数降序排序:");
        list = list.stream().sorted((o1, o2) -> {
            int value = o1.getIntValue("age") - o2.getIntValue("age");
            if ( value == 0 ) {
                value = o1.getIntValue("tail") - o2.getIntValue("tail");
                if ( value == 0 ) {
                    return o2.getDoubleValue("grade") - o1.getDoubleValue("grade") > 0.0 ? 1 : -1;
                }
                return value;
            }
            return value;
        }).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
    }
}

上面的代码可以通过提取公共方法,来提高代码复用率,由于和文章主题无关,这里就不进一步优化了。

打印结果:

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