Java 排序函数

Question

在 java 中，collections.sort 使用合并排序算法而不是快速排序。但是 Arrays.sort 使用快速排序。 （我不确定上述事实，但我在互联网上找到了这个，比如在CodeRanch 等网站上，如果他们不使用该算法，请告诉我）

现在我知道两种算法的平均复杂度是相同的。唯一的事实是快速排序最糟糕的是 O(n^2) 但这并不常见。 而且我们不关心当今世界的空间，所以归并排序不是就地算法并不重要。 但是我们关心稳定性，所以为什么我们对 array.sort 使用快速排序，因为它不是一个稳定的算法。是不是因为它只关心整数，但我不认为这是一个很好的理由。

Answer 1

Arrays.sort 仅对原始数组使用双轴快速排序算法，其中稳定和不稳定排序算法之间没有区别。这通常被认为是稍微快一点，但它并不稳定，所以它只用于稳定性无关紧要的情况。

Arrays.sort 用于对象数组，Collections.sort 使用 Timsort，这是一种合并排序变体，可进行稳定排序。

Answer 2

您的前提可以通过查看相关的Javadocs 甚至source code 轻松验证。首先，注意Collections.sort(List<T>) 只是委托给Arrays.sort(Object[]) (source)：

public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) {
    Object[] a = list.toArray();
    Arrays.sort(a);
    ListIterator<T> i = list.listIterator();
    for (int j=0; j<a.length; j++) {
        i.next();
        i.set((T)a[j]);
    }
}

所以这两种方法将具有相同的行为和运行时。如文档中所述，实现是TimSort，一种合并排序和插入排序的混合体。保证稳定。因此，无论是数组还是集合，对对象进行排序都是一样的。

您链接到的文章指的是对 原始 数组进行排序。关于原始数组需要做的假设更少，特别是相等的原始数组，根据定义，是无法区分的。这意味着不需要确保稳定的排序。你会注意到原始排序方法的文档，比如Arrays.sort(int[])，没有提到这些排序方法的稳定性，因为这样的细节是没有意义的。仅当对可以相等但不相同的数据进行排序时，稳定性才重要。

Answer 3

Arrays.sort 并没有真正使用常见的快速排序实现，javadoc 指定：

排序算法是 Vladimir 的 Dual-Pivot Quicksort 雅罗斯拉夫斯基、乔恩·本特利和约书亚·布洛赫。该算法提供 在导致其他快速排序的许多数据集上的 O(n log(n)) 性能 降级到二次性能，并且通常比 传统（单轴）快速排序实现。

看看位于DualPivotQuicksort的排序算法；正如您在 cmets 中看到的，根据给定的数组使用不同的排序算法。

至于Collections 排序方法，它在接收到的实现上调用sort，该实现（在我验证的情况下）委托给Arrays.sort。

Answer 4

Arrays.sort 会比 Collections.sort 稍微快一些，因为 Collections.sort 在内部调用 Arrays.sort。 在处理基元时，稳定性无关紧要，因为可以重新排列相同值的基元而不会产生副作用。并且 Arrays.sort 提供了额外的性能优势。因此，对于原始数组，Arrays.sort 将是首选。