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Arrays.sort 和 Collections.sort 實現原理和區別

Collection和Collections區別

java.util.Collection 是一個集合介面。它提供了對集合物件進行基本操作的通用介面方法。 java.util.Collections 是針對集合類的一個幫助類,他提供一系列靜態方法實現對各種集合的搜尋、排序、執行緒安全等操作。 然後還有混排(shuffle)、反轉(reverse)、替換所有的元素(fill)、拷貝(copy)、返回Collection中最小元素(min)、返回Collection中最大元素(max)、返回指定源列表中最後一次出現指定目標列表的起始位置( lastIndexOfSubList )、返回指定源列表中第一次出現指定目標列表的起始位置( IndexOfSubList )、根據指定的距離迴圈移動指定列表中的元素(rotate); 事實上Collections.sort方法底層就是呼叫的Arrays.sort方法

Collections 中的sort() 方法如下:

  public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) {
        list.sort(null);
  }

其中呼叫的list.sort() 為:

    default void sort(Comparator<? super E> c) {
        Object[] a = this.toArray();
        Arrays.sort(a, (Comparator) c);
        ListIterator<E> i = this.listIterator();
        for (Object e : a) {
            i.next();
            i.set((E) e);
        }
    }

其中呼叫的Arrays.sort() 為:

public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
        if (c == null) {
            sort(a);
        } else {
            if (LegacyMergeSort.userRequested)
                legacyMergeSort(a, c);
            else
                TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
        }
    }
    public static void sort(Object[] a) {
      if (LegacyMergeSort.userRequested)
          legacyMergeSort(a);
      else
          ComparableTimSort.sort(a, 0, a.length, null, 0, 0);
    }


legacyMergeSort (a,c):歸併排序
TimSort.sort() : Timsort 排序,結合了合併排序(merge sort)和插入排序(insertion sort)而得出的排序演算法


Timsort的核心過程:

  TimSort 演算法為了減少對升序部分的回溯和對降序部分的效能倒退,將輸入按其升序和降序特點進行了分割槽。排序的輸入的單位不是一個個單獨的數字,而是一個個的塊-分割槽。其中每一個分割槽叫一個run。針對這些 run 序列,每次拿一個 run 出來按規則進行合併。每次合併會將兩個 run合併成一個 run。合併的結果儲存到棧中。合併直到消耗掉所有的 run,這時將棧上剩餘的 run合併到只剩一個 run 為止。這時這個僅剩的run 便是排好序的結果。


綜上述過程,Timsort演算法的過程包括 :

  1、如何陣列長度小於某個值,直接用二分插入排序演算法
  2、找到各個run,併入棧
  3、按規則合併run