Java ArrayList 排序全攻略：Comparable、Comparator、Lambda 與 Stream 實戰

前言

ArrayList 是最高頻集合，排序是必備操作。本文涵蓋 自然序、定製序、多字段組合、降序、Java 8+ Lambda/Stream 五大場景，附完整可運行代碼。

場景一：基本類型 / String 自然序排序

List<String> countries = Arrays.asList("France", "USA", "India", "Spain", "England");
Collections.sort(countries);                    // 升序 [England, France, India, Spain, USA]
Collections.sort(countries, Collections.reverseOrder()); // 降序

原理：String 實現 Comparable<String>，按字典序比較。

場景二：自定義對象實現 Comparable（單一自然序）

public class JobCandidate implements Comparable<JobCandidate> {
    private String name, gender;
    private int age;
    // 構造器、Getter、toString 省略

    @Override
    public int compareTo(JobCandidate o) {
        // 年齡升序：避免減法溢出，用三元表達式
        return Integer.compare(this.age, o.age);
    }
}

// 使用
List<JobCandidate> list = ...;
Collections.sort(list);  // 按年齡升序

限制：類內部只能定義一種自然序，修改需改動源碼。

場景三：Comparator 定製多種排序策略（推薦）

public class JobCandidate {
    private String name, gender;
    private int age;
    // ...

    // 靜態工廠：年齡降序
    public static final Comparator<JobCandidate> BY_AGE_DESC =
        Comparator.comparingInt(JobCandidate::getAge).reversed();

    // 靜態工廠：姓名升序
    public static final Comparator<JobCandidate> BY_NAME_ASC =
        Comparator.comparing(JobCandidate::getName);
}

// 使用
Collections.sort(list, JobCandidate.BY_AGE_DESC);
Collections.sort(list, JobCandidate.BY_NAME_ASC);

優勢：策略外置、可組合、不侵入實體類、支持鏈式組合（thenComparing）。

場景四：多字段組合排序（年齡升序 → 姓名降序）

Comparator<JobCandidate> multi =
    Comparator.comparingInt(JobCandidate::getAge)
              .thenComparing(JobCandidate::getName, Comparator.reverseOrder());

Collections.sort(list, multi);

場景五：Java 8+ Lambda 與 Stream 一行式排序

// 原地排序
list.sort(Comparator.comparingInt(JobCandidate::getAge).reversed());

// Stream 生成新列表（不改動原列表）
List<JobCandidate> sorted = list.stream()
    .sorted(Comparator.comparing(JobCandidate::getName))
    .collect(Collectors.toList());

性能與選型建議

避坑指南

1. 不要用減法比較整數：a - b 可能溢出，用 Integer.compare(a,b) 或 Comparator.comparingInt。
2. Collections.sort 要求列表可變，Arrays.asList 返回固定長度列表會拋 UnsupportedOperationException，需 new ArrayList<>(Arrays.asList(...))。
3. 並發環境下排序前加鎖或用 CopyOnWriteArrayList 快照排序。
4. 大數據量（>10萬）考慮並行排序：Arrays.parallelSort（Java 8+）。

總結

默認用 Comparator 靜態工廠 + 方法引用，代碼最乾淨、擴展性最強。Comparable 僅用於實體類確有「自然業務序」時。Java 8+ 讓排序代碼變成了可讀的業務語句。