Java 排序大全：Arrays.sort 與 Collections.sort 完整使用指南

Java 排序核心 API 深度解析

在 Java 開發中，排序是處理集合與陣列時最基礎也最常見的操作。Java 標準庫提供了 java.util.Arrays 與 java.util.Collections 兩大工具類，分別針對陣列與集合提供高效的排序實現。本文將系統梳理這兩大 API 的使用方式、進階技巧與注意事項。

一、陣列排序：Arrays.sort()

Arrays.sort() 針對基本型別陣列採用雙軸快速排序，針對物件陣列採用 TimSort（歸併排序改進版），穩定且高效。

基本型別陣列排序

public void arraySort() {
    int[] arr = {1, 4, 6, 333, 8, 2};
    Arrays.sort(arr); // 原地排序，預設升序
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}

指定範圍排序

// 僅對索引 1 到 4（不含 5）的元素排序
Arrays.sort(arr, 1, 5);

二、集合排序：Collections.sort()

Collections.sort() 僅接受 List 介面實現，內部將列表轉為陣列排序後再寫回，同樣採用 TimSort，穩定性極佳。

自然順序排序（升序）

public void listSortAsc() {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    list.add(1); list.add(55); list.add(9); list.add(0); list.add(2);
    Collections.sort(list); // 元素需實作 Comparable
    list.forEach(System.out::println);
}

自訂比較器排序（降序）

public void listSortDesc() {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    list.add(1); list.add(55); list.add(9); list.add(0); list.add(2);
    
    // 匿名內部類寫法
    Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
        @Override
        public int compare(Integer o1, Integer o2) {
            return o2 - o1; // 降序
        }
    });
    
    // Java 8+ Lambda 簡寫（推薦）
    // list.sort((o1, o2) -> o2 - o1);
    // 或使用 Comparator 靜態方法
    // list.sort(Comparator.reverseOrder());
    
    list.forEach(System.out::println);
}

三、進階技巧與最佳實踐

• Null 安全：Java 8+ 可用 Comparator.nullsFirst() 或 nullsLast() 處理空值。
• 多鍵排序：Comparator.comparing(User::getAge).thenComparing(User::getName) 鏈式組合。
• 平行排序：大數據量時可用 Arrays.parallelSort() 利用多核心加速（Java 8+）。
• 效能提示：基本型別陣列排序比物件陣列快；List.sort() 比 Collections.sort() 略快（避免轉陣列開銷）。

四、總結對照表