您现在的位置：程式碼之家 >> 編程語言 > >> Java 程式設計 >> Java 相關知識

Java 字串陣列排序一行搞定：Arrays.sort() 完整用法與原理

編輯：Java 相關知識

最簡單的排序寫法

import java.util.Arrays;

String[] fruits = {"banana", "apple", "cherry", "date"};
Arrays.sort(fruits); // 就地排序，無回傳值
System.out.println(Arrays.toString(fruits));
// 輸出: [apple, banana, cherry, date]

排序規則詳解

預設：自然順序

String 實作 Comparable<String>，按 Unicode 碼位序 比較。
順序：數字 (0-9) < 大寫字母 (A-Z) < 小寫字母 (a-z)。

String[] mixed = {"abc", "ABC", "123", "Abc"};
Arrays.sort(mixed);
// 結果: [123, ABC, Abc, abc]

自訂排序：Comparator

// 忽略大小寫
Arrays.sort(fruits, String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);

// 依長度排序
Arrays.sort(fruits, Comparator.comparingInt(String::length));

// 多層次：先長度，再字典序
Arrays.sort(fruits, Comparator
    .comparingInt(String::length)
    .thenComparing(Comparator.naturalOrder()));

// 反序
Arrays.sort(fruits, Comparator.reverseOrder());

進階用法

部分範圍排序

String[] arr = {"e", "d", "c", "b", "a"};
Arrays.sort(arr, 1, 4); // 只排索引 1~3 (d,c,b -> b,c,d)
// 結果: [e, b, c, d, a]

平行排序 (Java 8+)

// 大陣列 (超過 8192 元素) 會自動啟用多執行緒
Arrays.parallelSort(hugeArray);

避免修改原陣列

String[] sorted = Arrays.stream(original)
    .sorted()
    .toArray(String[]::new);
// 或
String[] sorted = original.clone();
Arrays.sort(sorted);

底層演算法

TimSort 利用資料既有有序片段，對近乎有序資料極快 (O(n))。

常見陷阱

❌ Arrays.sort(null) → NullPointerException
❌ 陣列含 null 元素 → NullPointerException (自然順序)
✅ 處理 null：Arrays.sort(arr, Comparator.nullsFirst(Comparator.naturalOrder()))
❌ 期望回傳新陣列 → Arrays.sort() 回傳 void

效能微調建議

小陣列 (< 50) 插入排序更快，TimSort 內建此優化。
大陣列且多核 CPU → parallelSort()。
頻繁排序同一陣列 → 重複使用 Comparator 實例避免物件分配。
自訂比較器盡量簡單，避免在 compare() 做重運算。

完整範例程式

import java.util.*;

public class StringArraySortDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String[] data = {"delta", "Alpha", "epsilon", "beta", "Gamma", "123"};
        
        System.out.println("原始: " + Arrays.toString(data));
        
        // 1. 自然順序
        Arrays.sort(data);
        System.out.println("自然序: " + Arrays.toString(data));
        
        // 2. 忽略大小寫
        Arrays.sort(data, String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
        System.out.println("忽略大小寫: " + Arrays.toString(data));
        
        // 3. 依長度
        Arrays.sort(data, Comparator.comparingInt(String::length));
        System.out.println("依長度: " + Arrays.toString(data));
        
        // 4. 部分排序
        String[] part = data.clone();
        Arrays.sort(part, 0, 3);
        System.out.println("前3排序: " + Arrays.toString(part));
    }
}