Java 物件陣列排序完全指南：Comparable 與 Comparator 實戰

兩大排序介面對比

實作 Comparable：老鼠體重/速度排序

class Mouse implements Comparable<Mouse> {
    int weight;
    int speed;
    
    @Override
    public int compareTo(Mouse other) {
        // 先比體重，體重相同比速度
        if (this.weight != other.weight) 
            return Integer.compare(this.weight, other.weight);
        return Integer.compare(this.speed, other.speed);
    }
}

// 使用
Mouse[] mice = ...;
Arrays.sort(mice); // 直接排序，無需額外參數

實作 Comparator：多種排序策略

// 按體重升序
Comparator<Mouse> byWeight = (m1, m2) -> Integer.compare(m1.weight, m2.weight);

// 按速度降序
Comparator<Mouse> bySpeedDesc = (m1, m2) -> Integer.compare(m2.speed, m1.speed);

// 組合：體重升序，體重相同則速度降序
Comparator<Mouse> composite = byWeight.thenComparing(bySpeedDesc);

// 使用
Arrays.sort(mice, composite);

Arrays.sort 完整用法速查

// 1. 基本型別陣列
int[] nums = {4, 1, 3, -23};
Arrays.sort(nums); // [-23, 1, 3, 4]

// 2. 字串陣列 (預設：大寫優先，字典序)
String[] strs = {"z", "a", "C"};
Arrays.sort(strs); // [C, a, z]

// 3. 忽略大小寫
Arrays.sort(strs, String.CASE_INSENSITIVE_ORDER); // [a, C, z]

// 4. 反向排序
Arrays.sort(strs, Collections.reverseOrder()); // [z, a, C]

// 5. 忽略大小寫 + 反向
Arrays.sort(strs, String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
Collections.reverse(Arrays.asList(strs)); // [z, C, a]

// 6. 物件陣列 + Comparator
User[] users = ...;
Arrays.sort(users, Comparator.comparing(User::getAge).reversed());

進階技巧：Comparator 靜態工廠方法 (Java 8+)

Comparator<User> c = Comparator
    .comparing(User::getDept)           // 主排序：部門
    .thenComparing(User::getHireDate)   // 次排序：入職日期
    .thenComparing(User::getSalary, Comparator.reverseOrder()) // 薪資降序
    .nullsLast(Comparator.naturalOrder()); // Null 值排最後

users.sort(c); // List 原地排序
// 或
Arrays.sort(users, c); // 陣列排序

常見陷阱與最佳實踐

• 避免減法溢位：return a - b 可能溢位，改用 Integer.compare(a, b)
• Null 安全：使用 nullsFirst/Last 或 Objects.compare
• 穩定排序：Arrays.sort 對物件使用 TimSort (穩定)，基本型別用 Dual-Pivot Quicksort (不穩定)
• 效能：基本型別陣列排序比物件陣列快 (無裝箱/解箱、緩存友好)

總結選型建議

1. 類別有明確「自然順序」 (如 ID、時間) → 實作 Comparable
2. 需要多種排序、或無法修改類別 (第三方庫) → 用 Comparator
3. Java 8+ 專案 → 優先用 Comparator.comparing 鏈式 API
4. 高效能場景 → 考慮基本型別陣列 + 索引間接排序

掌握這兩大介面與現代 API，讓排序代碼既優雅又高效。

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