java排序和搜索的所有基本数据类型

　　java 1.2添加了自己的一套实用工具，可用来对数组或列表进行排列和搜索。这些工具都属于两个新类的“静态”方法。这两个类分别是用于排序和搜索数组的Arrays，以及用于排序和搜索列表的Collections。

　　1. 数组

　　Arrays类为所有基本数据类型的数组提供了一个过载的sort()和binarySearch()，它们亦可用于String和Object。下面这个例子显示出如何排序和搜索一个字节数组(其他所有基本数据类型都是类似的)以及一个String数组：

　　//: Array1.java

　　// Testing the sorting & searching in Arrays

　　package c08.newcollections;

　　import java.util.*;

　　public class Array1 {

　　static Random r = new Random();

　　static String ssource =

　　"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" +

　　"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

　　static char[] src = ssource.toCharArray();

　　// Create a random String

　　public static String randString(int length) {

　　char[] buf = new char[length];

　　int rnd;

　　for(int i = 0; i < length; i++) {

　　rnd = Math.abs(r.nextInt()) % src.length;

　　buf[i] = src[rnd];

　　}

　　return new String(buf);

　　}

　　// Create a random array of Strings:

　　public static

　　String[] randStrings(int length, int size) {

　　String[] s = new String[size];

　　for(int i = 0; i < size; i++)

　　s[i] = randString(length);

　　return s;

　　}

　　public static void print(byte[] b) {

　　for(int i = 0; i < b.length; i++)

　　System.out.print(b[i] + " ");

　　System.out.println();

　　}

　　public static void print(String[] s) {

　　for(int i = 0; i < s.length; i++)

　　System.out.print(s[i] + " ");

　　System.out.println();

　　}

　　public static void main(String[] args) {

　　byte[] b = new byte[15];

　　r.nextBytes(b); // Fill with random bytes

　　print(b);

　　Arrays.sort(b);

　　print(b);

　　int loc = Arrays.binarySearch(b, b[10]);

　　System.out.println("Location of " + b[10] +

　　" = " + loc);

　　// Test String sort & search:

　　String[] s = randStrings(4, 10);

　　print(s);

　　Arrays.sort(s);

　　print(s);

　　loc = Arrays.binarySearch(s, s[4]);

　　System.out.println("Location of " + s[4] +

　　" = " + loc);

　　}

　　} ///:~

　　类的第一部分包含了用于产生随机字串对象的实用工具，可供选择的随机字母保存在一个字符数组中。randString()返回一个任意长度的字串;而readStrings()创建随机字串的一个数组，同时给定每个字串的长度以及希望的数组大小。两个print()方法简化了对示范数组的显示。在main()中，Random.nextBytes()用随机选择的字节填充数组自变量(没有对应的Random方法用于创建其他基本数据类型的数组)。获得一个数组后，便可发现为了执行sort()或者binarySearch()，只需发出一次方法调用即可。与binarySearch()有关的还有一个重要的警告：若在执行一次binarySearch()之前不调用sort()，便会发生不可预测的行为，其中甚至包括无限循环。

　　对String的排序以及搜索是相似的，但在运行程序的时候，我们会注意到一个有趣的现象：排序遵守的是字典顺序，亦即大写字母在字符集中位于小写字母的前面。因此，所有大写字母都位于列表的最前面，后面再跟上小写字母——Z居然位于a的前面。似乎连电话簿也是这样排序的。

　　2. 可比较与比较器

　　但假若我们不满足这一排序方式，又该如何处理呢?例如本书后面的索引，如果必须对以A或a开头的词条分别到两处地方查看，那么肯定会使读者颇不耐烦。

　　若想对一个Object数组进行排序，那么必须解决一个问题。根据什么来判定两个Object的顺序呢?不幸的是，最初的Java设计者并不认为这是一个重要的问题，否则就已经在根类Object里定义它了。这样造成的一个后果便是：必须从外部进行Object的排序，而且新的集合库提供了实现这一操作的标准方式(最理想的是在Object里定义它)。

　　针对Object数组(以及String，它当然属于Object的一种)，可使用一个sort()，并令其接纳另一个参数：实现了Comparator接口(即“比较器”接口，新集合库的一部分)的一个对象，并用它的单个compare()方法进行比较。这个方法将两个准备比较的对象作为自己的参数使用——若第一个参数小于第二个，返回一个负整数;若相等，返回零;若第一个参数大于第二个，则返回正整数。基于这一规则，上述例子的String部分便可重新写过，令其进行真正按字母顺序的排序：

　　//: AlphaComp.java

　　// Using Comparator to perform an alphabetic sort

　　package c08.newcollections;

　　import java.util.*;

　　public class AlphaComp implements Comparator {

　　public int compare(Object o1, Object o2) {

　　// Assume it's used only for Strings...

　　String s1 = ((String)o1).toLowerCase();

　　String s2 = ((String)o2).toLowerCase();

　　return s1.compareTo(s2);

　　}

　　public static void main(String[] args) {

　　String[] s = Array1.randStrings(4, 10);

　　Array1.print(s);

　　AlphaComp ac = new AlphaComp();

　　Arrays.sort(s, ac);

　　Array1.print(s);

　　// Must use the Comparator to search, also:

　　int loc = Arrays.binarySearch(s, s[3], ac);

　　System.out.println("Location of " + s[3] +

　　" = " + loc);

　　}

　　} ///:~

　　通过造型为String，compare()方法会进行“暗示”性的测试，保证自己操作的只能是String对象——运行期系统会捕获任何差错。将两个字串都强迫换成小写形式后，String.compareTo()方法会产生预期的结果。

　　若用自己的Comparator来进行一次sort()，那么在使用binarySearch()时必须使用那个相同的Comparator。

　　Arrays类提供了另一个sort()方法，它会采用单个自变量：一个Object数组，但没有Comparator。这个sort()方法也必须用同样的方式来比较两个Object。通过实现Comparable接口，它采用了赋予一个类的“自然比较方法”。这个接口含有单独一个方法——compareTo()，能分别根据它小于、等于或者大于自变量而返回负数、零或者正数，从而实现对象的比较。下面这个例子简单地阐示了这一点：

　　//: CompClass.java

　　// A class that implements Comparable

　　package c08.newcollections;

　　import java.util.*;

　　public class CompClass implements Comparable {

　　private int i;

　　public CompClass(int ii) { i = ii; }

　　public int compareTo(Object o) {

　　// Implicitly tests for correct type:

　　int argi = ((CompClass)o).i;

　　if(i == argi) return 0;

　　if(i < argi) return -1;

　　return 1;

　　}

　　public static void print(Object[] a) {

　　for(int i = 0; i < a.length; i++)

　　System.out.print(a[i] + " ");

　　System.out.println();

　　}

　　public String toString() { return i + ""; }

　　public static void main(String[] args) {

　　CompClass[] a = new CompClass[20];

　　for(int i = 0; i < a.length; i++)

　　a[i] = new CompClass(

　　(int)(Math.random() *100));

　　print(a);

　　Arrays.sort(a);

　　print(a);

　　int loc = Arrays.binarySearch(a, a[3]);

　　System.out.println("Location of " + a[3] +

　　" = " + loc);

　　}

　　} ///:~

　　当然，我们的compareTo()方法亦可根据实际情况增大复杂程度。

　　3. 列表

　　可用与数组相同的形式排序和搜索一个列表(List)。用于排序和搜索列表的静态方法包含在类Collections中，但它们拥有与Arrays中差不多的签名：sort(List)用于对一个实现了Comparable的对象列表进行排序;binarySearch(List,Object)用于查找列表中的某个对象;sort(List,Comparator)利用一个“比较器”对一个列表进行排序;而binarySearch(List,Object,Comparator)则用于查找那个列表中的一个对象。下面这个例子利用了预先定义好的CompClass和AlphaComp来示范Collections中的各种排序工具：

　　//: ListSort.java

　　// Sorting and searching Lists with 'Collections'

　　package c08.newcollections;

　　import java.util.*;

　　public class ListSort {

　　public static void main(String[] args) {

　　final int SZ = 20;

　　// Using "natural comparison method":

　　List a = new ArrayList();

　　for(int i = 0; i < SZ; i++)

　　a.add(new CompClass(

　　(int)(Math.random() *100)));

　　Collection1.print(a);

　　Collections.sort(a);

　　Collection1.print(a);

　　Object find = a.get(SZ/2);

　　int loc = Collections.binarySearch(a, find);

　　System.out.println("Location of " + find +

　　" = " + loc);

　　// Using a Comparator:

　　List b = new ArrayList();

　　for(int i = 0; i < SZ; i++)

　　b.add(Array1.randString(4));

　　Collection1.print(b);

　　AlphaComp ac = new AlphaComp();

　　Collections.sort(b, ac);

　　Collection1.print(b);

　　find = b.get(SZ/2);

　　// Must use the Comparator to search, also:

　　loc = Collections.binarySearch(b, find, ac);

　　System.out.println("Location of " + find +

　　" = " + loc);

　　}

　　} ///:~

　　在本书写作时，已宣布了一个新的Collections.stableSort()，可用它进行合并式排序，但还没有它的测试版问世。

　　这些方法的用法与在Arrays中的用法是完全一致的，只是用一个列表代替了数组。

　　TreeMap也必须根据Comparable或者Comparator对自己的对象进行排序。