Java Arrays.sort() 陣列排序完整指南：基本型別、物件、自訂比較器與並行排序

基本型別陣列排序

int[] nums = {5, 2, 8, 1, 9};
Arrays.sort(nums); // 升序，原地排序
// 部分排序
Arrays.sort(nums, 1, 4); // 排序索引 1~3

• 基本型別使用 Dual-Pivot QuickSort，平均 O(n log n)，不穩定。
• 不支援降序，需自行反轉或轉為物件陣列。

物件陣列排序

String[] words = {"banana", "apple", "cherry"};
Arrays.sort(words); // 自然順序 (Comparable)
// 自訂比較器
Arrays.sort(words, (a, b) -> b.length() - a.length()); // 長度降序
Arrays.sort(words, Comparator.reverseOrder()); // 自然順序倒轉

• 物件陣列使用 TimSort（合併+插入混合），穩定，O(n log n)。
• 元素必須實作 Comparable 或提供 Comparator。

並行排序 (Java 8+)

int[] large = new int[10_000_000];
// 隨機填充...
Arrays.parallelSort(large); // 多執行緒排序，適用大陣列

• 閾值約 8192 元素以上才啟用並行，小陣列反而較慢。
• 使用 ForkJoinPool 共用池，可透過 java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism 調整執行緒數。

自訂物件排序完整範例

class Student implements Comparable<Student> {
    String name; int score;
    Student(String n, int s) { name=n; score=s; }
    @Override public int compareTo(Student o) {
        return Integer.compare(this.score, o.score); // 分數升序
    }
    @Override public String toString() { return name+":"+score; }
}

public class ArraysSortDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Student[] arr = {
            new Student("小明", 85),
            new Student("小紅", 92),
            new Student("小藍", 78)
        };
        // 1. 自然順序 (分數升序)
        Arrays.sort(arr);
        System.out.println("自然順序：" + Arrays.toString(arr));

        // 2. 比較器：分數降序，同分按姓名升序
        Arrays.sort(arr, Comparator
            .comparingInt((Student s) -> -s.score)
            .thenComparing(Student::getName));
        System.out.println("分數降序：" + Arrays.toString(arr));

        // 3. 並行排序 (大陣列)
        // Arrays.parallelSort(arr);
    }
}

常見陷阱與最佳實踐

效能基準參考 (JDK 17, 1000 萬 int)

Arrays.sort()       : ~1.2 秒
Arrays.parallelSort(): ~0.35 秒 (8 核心)