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从零单排Java 8（3） —— List结合Lambdas对排序的高级用法

简介

在本教程中，我们将首先了解Java 8中的Lambda支持，特别是如何利用它来编写Comparator并对Collection进行排序。

首先，让我们定义一个简单的实体类：

public class Human {
    private String name;
    private int age;
}

List的简单排序

在Java 8之前，对集合进行排序将涉及为排序中使用的Comparator创建匿名内部类：

new Comparator<Human>() {
    @Override
    public int compare(Human h1, Human h2) {
        return h1.getName().compareTo(h2.getName());
    }
}

这个比较简单，我看看单元测试的案例：

@Test
public void givenPreLambda() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
     
    Collections.sort(humans, new Comparator<Human>() {
        @Override
        public int compare(Human h1, Human h2) {
            return h1.getName().compareTo(h2.getName());
        }
    });
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

Lambda在排序中的使用

随着Lambdas的引入，我们现在可以绕过匿名内部类，并通过简单，功能的语义实现来得到相同的结果：

(final Human h1, final Human h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName());

同样，还是可以用之前的测试用例：

@Test
public void test() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
     
    humans.sort(
      (Human h1, Human h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName()));
  
    assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

请注意，我们还使用了添加到Java 8 中的java.util.List的新排序的API，而不是旧的Collections.sort API。

不带类型定义排序

我们可以通过不指定类型定义来进一步简化表达式 - 编译器能够自己推断这些：

(h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName())

测试用例如下：

@Test
public void test() {
     
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
     
    humans.sort((h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName()));
  
    assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

这个得益于Lambda的方法支持，让我的代码更加简洁。

使用静态方法进行排序

接下来，我们将使用Lambda Expression执行排序，并引用静态方法。

首先，我们将定义方法 compareByNameThenAge 与 Comparator <Human> 对象中的compare方法完全相同返回值：

public static int compareByNameThenAge(Human lhs, Human rhs) {
    if (lhs.name.equals(rhs.name)) {
        return lhs.age - rhs.age;
    } else {
        return lhs.name.compareTo(rhs.name);
    }
}

现在，我们来看看如何使用

humans.sort(Human::compareByNameThenAge);

看下单元测试

@Test
public void test() {
     
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
     
    humans.sort(Human::compareByNameThenAge);
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

内部API的进行排序

我们还可以通过使用 Collections 引用和 Comparator.comparing 方法组合进行排序比较。

我们将使用 getName() 来构建Lambda表达式并按名称对List进行排序：

@Test
public void test() {
     
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
     
    Collections.sort(
      humans, Comparator.comparing(Human::getName));
    assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

反向排序

Java 8还引入了一个用于反转比较器的辅助方法，我们可以快速使用它来反转我们的排序：

@Test
public void test() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
     
    Comparator<Human> comparator
      = (h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName());
     
    humans.sort(comparator.reversed());
  
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

多条件排序

比较lambda表达式不一定非常简单，我们也可以编写更复杂的表达式。例如按照name、age进行排序比较。

@Test
public void test() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 12), 
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Zack", 12)
    );
     
    humans.sort((lhs, rhs) -> {
        if (lhs.getName().equals(rhs.getName())) {
            return lhs.getAge() - rhs.getAge();
        } else {
            return lhs.getName().compareTo(rhs.getName());
        }
    });
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

多条件组合排序

相同的例子，我们也可以通过Comparator的新组合支持来实现。

从JDK 8开始，我们现在可以将多个比较器组合在一起，以构建更复杂的比较逻辑：

@Test
public void test() {
     
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 12), 
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Zack", 12)
    );
 
    humans.sort(
      Comparator.comparing(Human::getName).thenComparing(Human::getAge)
    );
     
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

Stream排序

我们还可以使用Java 8的 Stream sorted() API 对集合进行排序。

我们可以使用自然排序以及比较器提供的排序对stream进行排序。为此，我们有 sorted() ，与其对应的有两个API ：

sorted()；使用排序对Stream的元素进行排序，元素类必须实现Comparable接口
sorted(Comparator<? super T> comparator)；根据Comparator实例对元素进行排序

让我们看一个如何使用自然排序的sorted()方法的示例：

@Test
public final void test() {
    List<String> letters = Lists.newArrayList("B", "A", "C");
     
    List<String> sortedLetters = letters.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
    assertThat(sortedLetters.get(0), equalTo("A"));
}

现在让我们看看我们如何使用自定义Comparator与sorted()：

@Test
public final void test() {   
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));
    Comparator<Human> nameComparator = (h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName());
     
    List<Human> sortedHumans = humans.stream().sorted(nameComparator).collect(Collectors.toList());
    assertThat(sortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

如果我们使用 Comparator.comparing() 方法，我们可以进一步简化上面的例子：

@Test
public final void test() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));
  
    List<Human> sortedHumans = humans.stream()
      .sorted(Comparator.comparing(Human::getName))
      .collect(Collectors.toList());
       
    assertThat(sortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

Stream反向排序

我们也可以使用Stream.sorted()来反向排序List。

首先，让我们看一个如何将sorted()方法与Comparator.reverseOrder()组合以反向顺序对列表进行排序的示例：

@Test
public final void test() {
    List<String> letters = Lists.newArrayList("B", "A", "C");
 
    List<String> reverseSortedLetters = letters.stream()
      .sorted(Comparator.reverseOrder())
      .collect(Collectors.toList());
       
    assertThat(reverseSortedLetters.get(0), equalTo("C"));
}

现在，让我们看看如何使用sorted()方法和自定义Comparator：

@Test
public final void test() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));
    Comparator<Human> reverseNameComparator = (h1, h2) -> h2.getName().compareTo(h1.getName());
 
    List<Human> reverseSortedHumans = humans.stream().sorted(reverseNameComparator)
      .collect(Collectors.toList());
    assertThat(reverseSortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

最后，让我们使用Comparator.comparing()方法简化上面的示例：

@Test
public final void test() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));
 
    List<Human> reverseSortedHumans = humans.stream()
      .sorted(Comparator.comparing(Human::getName, Comparator.reverseOrder()))
      .collect(Collectors.toList());
     
    assertThat(reverseSortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}