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Java Arrays.sort和Collections.sort排序实现原理解析

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

Java Arrays.sort和Collections.sort排序实现原理解析

1、使用

排序

2、原理

事实上Collections.sort方法底层就是调用的array.sort方法,而且不论是Collections.sort或者是Arrays.sort方法,

跟踪下源代码吧,首先我们写个demo

public static void main(String[] args) {
  List strings = Arrays.asList("6", "1", "3", "1","2");

  Collections.sort(strings);//sort方法在这里

  for (String string : strings) {

    System.out.println(string);
  }
}

简单得不能再简单的方法了,让我们一步步跟踪

OK,往下面看,发现collections.sort方法调用的list.sort

然后跟踪一下,list里面有个sort方法,但是list是一个接口,肯定是调用子类里面的实现,这里我们demo使用的是一个Arrays.asList方法,所以事实上我们的子类就是arraylist了。OK,看arraylist里面sort实现,选择第一个,为什么不选择第二个呢?(可以看二楼评论,解答得很正确,简单说就是用Arrays.sort创建的ArrayList对象)

OK,发现里面调用的Arrays.sort(a, c); a是list,c是一个比较器,我们来看一下这个方法

我们没有写比较器,所以用的第二项,LegacyMergeSort.userRequested这个bool值是什么呢?
跟踪这个值,我们发现有这样的一段定义:

> Old merge sort implementation can be selected (for
> compatibility with broken comparators) using a system property.
> Cannot be a static boolean in the enclosing class due to
> circular dependencies. To be removed in a future release.

反正是一种老的归并排序,不用管了现在默认是关的

OK,我们走的是sort(a)这个方法,接着进入这个

接着看我们重要的sort方法

static void sort(Object[] a, int lo, int hi, Object[] work, int workbase, int workLen) {
  assert a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;

  int nRemaining = hi - lo;
  if (nRemaining < 2)
    return; // array的大小为0或者1就不用排了

  // 当数组大小小于MIN_MERGE(32)的时候,就用一个"mini-TimSort"的方法排序,jdk1.7新加
  if (nRemaining < MIN_MERGE) {
   //这个方法比较有意思,其实就是将我们最长的递减序列,找出来,然后倒过来
    int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);
    //长度小于32的时候,是使用binarySort的
    binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen);
    return;
  }
 //先扫描一次array,找到已经排好的序列,然后再用刚才的mini-TimSort,然后合并,这就是TimSort的核心思想
  ComparableTimSort ts = new ComparableTimSort(a, work, workbase, workLen);
  int minRun = minRunLength(nRemaining);
  do {
    // Identify next run
    int runLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi);

    // If run is short, extend to min(minRun, nRemaining)
    if (runLen < minRun) {
      int force = nRemaining <= minRun ? nRemaining : minRun;
      binarySort(a, lo, lo + force, lo + runLen);
      runLen = force;
    }

    // Push run onto pending-run stack, and maybe merge
    ts.pushRun(lo, runLen);
    ts.mergeCollapse();

    // Advance to find next run
    lo += runLen;
    nRemaining -= runLen;
  } while (nRemaining != 0);

  // Merge all remaining runs to complete sort
  assert lo == hi;
  ts.mergeForceCollapse();
  assert ts.stackSize == 1;
     }

回到5,我们可以看到当我们写了比较器的时候就调用了TimSort.sort方法,源码如下

static  void sort(T[] a, int lo, int hi, Comparator c,
   T[] work, int workbase, int workLen) {
  assert c != null && a != null && lo >= 0 && lo <= hi && hi <= a.length;

  int nRemaining = hi - lo;
  if (nRemaining < 2)
    return; // Arrays of size 0 and 1 are always sorted

  // If array is small, do a "mini-TimSort" with no merges
  if (nRemaining < MIN_MERGE) {
    int initRunLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);
    binarySort(a, lo, hi, lo + initRunLen, c);
    return;
  }

  
      TimSort ts = new TimSort<>(a, c, work, workbase, workLen);
 int minRun = minRunLength(nRemaining);
 do {
   // Identify next run
   int runLen = countRunAndMakeAscending(a, lo, hi, c);

   // If run is short, extend to min(minRun, nRemaining)
   if (runLen < minRun) {
     int force = nRemaining <= minRun ? nRemaining : minRun;
     binarySort(a, lo, lo + force, lo + runLen, c);
     runLen = force;
   }

   // Push run onto pending-run stack, and maybe merge
   ts.pushRun(lo, runLen);
   ts.mergeCollapse();

   // Advance to find next run
   lo += runLen;
   nRemaining -= runLen;
 } while (nRemaining != 0);

 // Merge all remaining runs to complete sort
 assert lo == hi;
 ts.mergeForceCollapse();
 assert ts.stackSize == 1;
   }

和上面的sort方法是一样的,其实也就是TimSort的源代码

3、总结

不论是Collections.sort方法或者是Arrays.sort方法,底层实现都是TimSort实现的,这是jdk1.7新增的,以前是归并排序。TimSort算法就是找到已经排好序数据的子序列,然后对剩余部分排序,然后合并起来

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持考高分网。

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