java培训:深入理解Java 中的Arrays.sort()方法

　　深入理解Java 中的Arrays.sort()方法

　　Java的Arrays类中有一个sort()方法，该方法是Arrays类的静态方法，在需要对数组进行排序时，非常的好用。

　　但是sort()的参数有好几种，基本上是大同小异，下面是以int型数组为例的Arrays.sort()的典型用法

　　import java.util.Arrays;

　　import java.util.Comparator;

　　/**

　　* Arrays.sort()排序

　　*/

　　public class SortTest

　　{

　　public static void main(String []args)

　　{

　　int[] ints=new int[]{2,324,4,57,1};

　　System.out.println("增序排序后顺序");

　　Arrays.sort(ints);

　　for (int i=0;i

　　{

　　System.out.print(ints[i]+" ");

　　}

　　System.out.println("\n减序排序后顺序");

　　//要实现减序排序，得通过包装类型数组，基本类型数组是不行滴

　　Integer[] integers=new Integer[]{2,324,4,4,6,1};

　　Arrays.sort(integers, new Comparator()

　　{

　　/*

　　* 此处与c++的比较函数构成不一致

　　* c++返回bool型,而Java返回的为int型

　　* 当返回值>0时

　　* 进行交换，即排序(源码实现为两枢轴快速排序)

　　*/

　　public int compare(Integer o1, Integer o2)

　　{

　　return o2-o1;

　　}

　　public boolean equals(Object obj)

　　{

　　return false;

　　}

　　});

　　for (Integer integer:integers)

　　{

　　System.out.print(integer+" ");

　　}

　　System.out.println("\n对部分排序后顺序");

　　int[] ints2=new int[]{212,43,2,324,4,4,57,1};

　　//对数组的[2,6)位进行排序

　　Arrays.sort(ints2,2,6);

　　for (int i=0;i

　　{

　　System.out.print(ints2[i]+" ");

　　}

　　}

　　}

　　排序结果如下

　　增序排序后顺序

　　1 2 4 57 324

　　减序排序后顺序

　　324 6 4 4 2 1

　　对部分排序后顺序

　　212 43 2 4 4 324 57 1

　　打开Arrays.sort()源码，还是以int型为例，其他类型也是大同小异

　　public static void sort(int[] a) {

　　DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);

　　}

　　public static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) {

　　rangeCheck(a.length, fromIndex, toIndex);

　　DualPivotQuicksort.sort(a, fromIndex, toIndex - 1, null, 0, 0);

　　}

　　从源码中发现，两种参数类型的sort方法都调用了 DualPivotQuicksort.sort()方法

　　继续跟踪源码

　　static void sort(int[] a, int left, int right,

　　int[] work, int workBase, int workLen) {

　　// Use Quicksort on small arrays

　　if (right - left < QUICKSORT_THRESHOLD) {

　　sort(a, left, right, true);

　　return;

　　}

　　/*

　　* Index run[i] is the start of i-th run

　　* (ascending or descending sequence).

　　*/

　　int[] run = new int[MAX_RUN_COUNT + 1];

　　int count = 0; run[0] = left;

　　// Check if the array is nearly sorted

　　for (int k = left; k < right; run[count] = k) {

　　if (a[k] < a[k + 1]) { // ascending

　　while (++k <= right && a[k - 1] <= a[k]);

　　} else if (a[k] > a[k + 1]) { // descending

　　while (++k <= right && a[k - 1] >= a[k]);

　　for (int lo = run[count] - 1, hi = k; ++lo < --hi; ) {

　　int t = a[lo]; a[lo] = a[hi]; a[hi] = t;

　　}

　　} else { // equal

　　for (int m = MAX_RUN_LENGTH; ++k <= right && a[k - 1] == a[k]; ) {

　　if (--m == 0) {

　　sort(a, left, right, true);

　　return;

　　}

　　}

　　}

　　/*

　　* The array is not highly structured,

　　* use Quicksort instead of merge sort.

　　*/

　　if (++count == MAX_RUN_COUNT) {

　　sort(a, left, right, true);

　　return;

　　}

　　}

　　// Check special cases

　　// Implementation note: variable "right" is increased by 1.

　　if (run[count] == right++) { // The last run contains one element

　　run[++count] = right;

　　} else if (count == 1) { // The array is already sorted

　　return;

　　}

　　// Determine alternation base for merge

　　byte odd = 0;

　　for (int n = 1; (n <<= 1) < count; odd ^= 1);

　　// Use or create temporary array b for merging

　　int[] b; // temp array; alternates with a

　　int ao, bo; // array offsets from 'left'

　　int blen = right - left; // space needed for b

　　if (work == null || workLen < blen || workBase + blen > work.length) {

　　work = new int[blen];

　　workBase = 0;

　　}

　　if (odd == 0) {

　　System.arraycopy(a, left, work, workBase, blen);

　　b = a;

　　bo = 0;

　　a = work;

　　ao = workBase - left;

　　} else {

　　b = work;

　　ao = 0;

　　bo = workBase - left;

　　}

　　// Merging

　　for (int last; count > 1; count = last) {

　　for (int k = (last = 0) + 2; k <= count; k += 2) {

　　int hi = run[k], mi = run[k - 1];

　　for (int i = run[k - 2], p = i, q = mi; i < hi; ++i) {

　　if (q >= hi || p < mi && a[p + ao] <= a[q + ao]) {

　　b[i + bo] = a[p++ + ao];

　　} else {

　　b[i + bo] = a[q++ + ao];

　　}

　　}

　　run[++last] = hi;

　　}

　　if ((count & 1) != 0) {

　　for (int i = right, lo = run[count - 1]; --i >= lo;

　　b[i + bo] = a[i + ao]

　　);

　　run[++last] = right;

　　}

　　int[] t = a; a = b; b = t;

　　int o = ao; ao = bo; bo = o;

　　}

　　}

　　结合文档以及源代码，我们发现，jdk中的Arrays.sort()的实现是通过所谓的双轴快排的算法

　　/**

　　* This class implements the Dual-Pivot Quicksort algorithm by

　　* Vladimir Yaroslavskiy, Jon Bentley, and Josh Bloch. The algorithm

　　* offers O(n log(n)) performance on many data sets that cause other

　　* quicksorts to degrade to quadratic performance, and is typically

　　* faster than traditional (one-pivot) Quicksort implementations.

　　*

　　* All exposed methods are package-private, designed to be invoked

　　* from public methods (in class Arrays) after performing any

　　* necessary array bounds checks and expanding parameters into the

　　* required forms.

　　*

　　* @author Vladimir Yaroslavskiy

　　* @author Jon Bentley

　　* @author Josh Bloch

　　*

　　* @version 2011.02.11 m765.827.12i:5\7pm

　　* @since 1.7

　　*/

　　Java1.8的快排是一种双轴快排，顾名思义：双轴快排是基于两个轴来进行比较，跟普通的选择一个点来作为轴点的快排是有很大的区别的，双轴排序利用了区间相邻的特性，对原本的快排进行了效率上的提高，很大程度上是利用了数学的一些特性。。。。。嗯。。。反正很高深的样子

　　算法步骤

　　1.对于很小的数组(长度小于27)，会使用插入排序。

　　2.选择两个点P1,P2作为轴心，比如我们可以使用第一个元素和最后一个元素。

　　3.P1必须比P2要小，否则将这两个元素交换，现在将整个数组分为四部分：

　　(1)第一部分：比P1小的元素。

　　(2)第二部分：比P1大但是比P2小的元素。

　　(3)第三部分：比P2大的元素。

　　(4)第四部分：尚未比较的部分。

　　在开始比较前，除了轴点，其余元素几乎都在第四部分，直到比较完之后第四部分没有元素。

　　4.从第四部分选出一个元素a[K]，与两个轴心比较，然后放到第一二三部分中的一个。

　　5.移动L，K，G指向。

　　6.重复 4 5 步，直到第四部分没有元素。

　　7.将P1与第一部分的最后一个元素交换。将P2与第三部分的第一个元素交换。

　　8.递归的将第一二三部分排序。


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