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  • 由Java中的Set,List,Map引出的排序技巧

    一。关于概念:    
           List接口对Collection进行了简单的扩充,它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器中,并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储,因此它的随机访问速度极快,而LinkedList的内部实现是链表,它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历,而ListIterator则继承了Iterator的思想,并提供了对List进行双向遍历的方法。 

            Set接口也是Collection的一种扩展,而与List不同的时,在Set中的对象元素不能重复,也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素,但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法,它使用了前面说过的哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放,这就要求你放入其中的对象是可排序的,这就用到了集合框架提供的另外两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的,它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法,那就不需要在每分别重复定义相同的排序算法,只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类:Collections和Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法,Arrays则是对一个数组进行类似的操作。 

            Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器,而一个值对象又可以是一个Map,依次类推,这样就可形成一个多级映射。对于键对象来说,像Set一样,一个Map容器中的键对象不允许重复,这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样,那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了,可能你得到的并不是你想的那个值对象,结果会造成混乱,所以键的唯一性很重要,也是符合集合的性质的。当然在使用过程中,某个键所对应的值对象可能会发生变化,这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一个值对象上,这不会发生任何问题(不过对你的使用却可能会造成不便,你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象)。Map有两种比较常用的实现:HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法,以便快速查找一个键,TreeMap则是对键按序存放,因此它便有一些扩展的方法,比如firstKey(),lastKey()等,你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单,用pub(Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。



    二.Java技巧:列表排序
            在Java Collection Framework中定义的List实现有Vector,ArrayList和LinkedList。这些集合提供了对对象组的索引访问。他们提供了元素的添加与删除支持。然而,它们并没有内置的元素排序支持。 
      你能够使用java.util.Collections类中的sort()方法对List元素进行排序。你既可以给方法传递一个List对象,也可以传递一个List和一个Comparator。如果列表中的元素全都是相同类型的类,并且这个类实现了Comparable接口,你可以简单的调用Collections.sort()。如果这个类没有实现Comparator,你也可以传递一个Comparator到方法sort()中,进行排序。如果你不想使用缺省的分类顺序进行排序,你同样可以传递一个Comparator到方法sort()中来进行排序。如果列表中的元素并不都是相同类型的类,你在进行排序的时候就不是这样幸运了。除非你编写一个专用的跨类的Comparator。
            排序的顺序怎么样呢?如果元素是String对象,却省的排序顺序是按照字符编码进行的,基本上是每个字符的ASCII/Unicode值。如果严格的限制在处理英文,却省的排序顺序通常是足够的,因为它首先排A-Z,然后是小写字母a-z。然而如果你处理非英文字,或者你只是想使用不同的排序顺序,这样Collections.sort()就出现了第二种变化。例如,你想使用字符串的反序进行排序。为了实现这个功能,你可以在Collections类中通过reverseOrder()来获取一个反序Comparator。然后,你将反序Comparator传递给sort()方法。换句话说,你作如下工作:

    List list = ...;
    Comparator comp = Collections.reverseOrder();
    Collections.sort(list, comp);



      如果列表包含项目:Man, man, Woman, 和woman,排序好的列表将是Man, Woman, man, woman。这里没有什么复杂的。需要注意的非常重要的一点是Collections.sort()是进行原位排序。如果你需要保留原序,需要先对原集合进行复制,在排序,就像这样:

    List list = ...;
    List copyOfList = new ArrayList(list);
    Collections.sort(copyOfList);



      这里,排好序的列表是:Man, Woman, man, woman,但是原始列表(Man, man, Woman, woman)被保留了。

      到目前为止,排序是区分大小写的。你如何进行不去分大小写的排序呢?一种实现方式是象这样实现Comparator:

    public static class CaseInsensitiveComparator implements Comparator {
      public int compare(Object element1, Object element2) {
        String lower1 = element1.toString().toLowerCase();
        String lower2 = element2.toString().toLowerCase();
        return lower1.compareTo(lower2);
       }
    }



      你确实不需要手工的创建这个类。而是,你可以是用以存在的Comparator,CASE_INSENSIVTIVE_ORDER,它是在String类中定义的。

      这种实现方式有一点小小的问题。Sort()算法提供稳定的排序,并保持与原有序列相同的元素。这意味着一个包含两个元素”woman”和”Woman”的列表将有不同的排序,而这种不同是根据两个元素在列表中出现的先后次序决定的。
        
            语言的不同又会怎么样呢?java.text包提供了Collector和CollectionKey类来进行区分语言的排序。这里是例子:

      注意,如果你的文本是本地语言,而不是缺省语言,你需要传递一个本地语种给getInstance()方法,就象:

    public static class CollatorComparator implements Comparator{
      Collator collator = Collator.getInstance();
      public int compare(Object element1, Object element2) {
        CollationKey key1 = collator.getCollationKey(element1.toString());
        CollationKey key2 = collator.getCollationKey(element2.toString());
        return key1.compareTo(key2);
      }
    }



      你是在对集合关键字进行排序,而不是实际的字符串。这不仅提供固定的不区分大小写的排序,而且它是跨语种的排序。换句话说,如果你对西班牙文和非西班牙文的混合词进行排序,词ma?ana (tomorrow)将排在mantra的前面。如果你不使用Collector,ma?ana将排在mantra的后面。

      下面这个程序对一个列表进行不同类型的排序(缺省的、区分大小写的、区分语种的):

    import java.awt.BorderLayout;
    import java.awt.Container;
    import java.io.*;
    import java.text.*;
    import java.util.*;
    import javax.swing.*;

    public class SortIt {

    public static class CollatorComparator implements Comparator {
    Collator collator = Collator.getInstance();

    public int compare(Object element1, Object element2) {
    CollationKey key1 = collator.getCollationKey(element1.toString());
    CollationKey key2 = collator.getCollationKey(element2.toString());
    return key1.compareTo(key2);
    }
    }

    public static class CaseInsensitiveComparator implements Comparator {
    public int compare(Object element1, Object element2) {
    String lower1 = element1.toString().toLowerCase();
    String lower2 = element2.toString().toLowerCase();
    return lower1.compareTo(lower2);
    }
    }

    public static void main(String args[]) {
    String words[] = { "man", "Man", "Woman", "woman", "Manana", "manana",
    "ma?ana", "Ma?ana", "Mantra", "mantra", "mantel", "Mantel" };

    // Create frame to display sortings
    JFrame frame = new JFrame("Sorting");
    frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    Container contentPane = frame.getContentPane();
    JTextArea textArea = new JTextArea();
    JScrollPane pane = new JScrollPane(textArea);
    contentPane.add(pane, BorderLayout.CENTER);

    // Create buffer for output
    StringWriter buffer = new StringWriter();
    PrintWriter out = new PrintWriter(buffer);

    // Create initial list to sort
    List list = new ArrayList(Arrays.asList(words));
    out.println("Original list:");
    out.println(list);
    out.println();

    // Perform default sort
    Collections.sort(list);
    out.println("Default sorting:");
    out.println(list);
    out.println();

    // Reset list
    list = new ArrayList(Arrays.asList(words));

    // Perform case insensitive sort
    Comparator comp = new CaseInsensitiveComparator();
    Collections.sort(list, comp);
    out.println("Case insensitive sorting:");
    out.println(list);
    out.println();

    // Reset list
    list = new ArrayList(Arrays.asList(words));

    // Perform collation sort
    comp = new CollatorComparator();
    Collections.sort(list, comp);
    out.println("Collator sorting:");
    out.println(list);
    out.println();

    // Fill text area and display
    textArea.setText(buffer.toString());
    frame.pack();
    frame.show();
    }
    }



      如果你的主要问题是顺序访问,可能列表不是你的好的数据结构选择。只要你的集合没有重复,你可以在树(TreeSet)中保存你的元素(提供或不提供Comparator)。这样,元素将总是排序形式的。



    三.Collections.sort() 对 List 排序 
     

    import java.util.Comparator;
    import java.util.List;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;

    class User {
    String name;
    String age;

    public User(String name, String age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    }

    public String getAge() {
    return age;
    }

    public void setAge(String age) {
    this.age = age;
    }

    public String getName() {
    return name;
    }

    public void setName(String name) {
    this.name = name;
    }
    }

    class ComparatorUser implements Comparator {

    public int compare(Object arg0, Object arg1) {
    User user0 = (User) arg0;
    User user1 = (User) arg1;
    // 首先比较年龄,如果年龄相同,则比较名字
    int flag = user0.getAge().compareTo(user1.getAge());
    if (flag == 0) {
    return user0.getName().compareTo(user1.getName());
    } else {
    return flag;
    }
    }

    }

    public class SortTest {

    public static void main(String[] args) {
    List userlist = new ArrayList();
    userlist.add(new User("dd", "4"));
    userlist.add(new User("aa", "1"));
    userlist.add(new User("ee", "5"));
    userlist.add(new User("bb", "2"));
    userlist.add(new User("ff", "5"));
    userlist.add(new User("cc", "3"));
    userlist.add(new User("gg", "6"));

    ComparatorUser comparator = new ComparatorUser();
    Collections.sort(userlist, comparator);

    for (int i = 0; i < userlist.size(); i++) {
    User user_temp = (User) userlist.get(i);
    System.out.println(user_temp.getAge() + "," + user_temp.getName());
    }

    }
    }




     //首先比较年龄,如果年龄相同,则比较名字

    结果:
       1, aa
       2, bb
       3, cc
       4, dd
       5, ee
       5, ff
       6, gg




    四:Java.util.Collections.sort(List list)与Comparable,Comparator 接口

    调用java.util.Collections.sort(List list)方法来进行排序的时候,
    List内的Object都必须实现了Comparable接口。
    否则出现下面的错误:
    java.lang.ClassCastException
    at java.util.Arrays.mergeSort(Arrays.java:1152)
    at java.util.Arrays.sort(Arrays.java:1079)
    at java.util.Collections.sort(Collections.java:113)
     
    或者调用
    java.util.Collections.sort(List list,Comparator c),
    可以临时声明一个Comparator 来实现排序。
     
    Comparable接口的 public int compareTo(Object arg0) {]
    返回值大于0,则this被排在后面。arg0放在前面。
    可以参看Integer 的compareTo()方法:
     
    public int compareTo(Integer anotherInteger) {
    int thisVal = this.value;
    int anotherVal = anotherInteger.value;
    return (thisVal < anotherVal ? -1 : (thisVal == anotherVal ? 0 : 1));
    }
    返回值>=0,则不调用Arrays.swap(Object x[], int a, int b) 方法。
     

    copyright © lizongbo

    通过java.util.Collections.sort(List list,Comparator c)里临时声明的Comparator
    可以方便的实现顺序或者倒序排列。

    copyright © lizongbo

    示例如下:

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    Collections.sort(imageList, new Comparator() {
      public int compare(Object a, Object b) {
      int orderA = Integer.parseInt( ( (Image) a).getSequence());
      int orderB = Integer.parseInt( ( (Image) b).getSequence());
      return orderA - orderB;
      }
    });
    如果需要改变排列顺序

    copyright © lizongbo

    改成return orderb - orderA 即可。

    具体可以参考学习例子有:

    copyright © lizongbo

    http://java.sun.com/docs/books/tutorial/uiswing/components/table.html#sorting
    http://java.sun.com/docs/books/tutorial/uiswing/components/example-1dot4/TableSorter.java
    http://java.sun.com/docs/books/tutorial/uiswing/components/example-1dot4/TableSorterDemo.java
     

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    这是一个实现了点击表格标题栏来实现表格数据排序的例子。
     

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    ps: Collection(包括ArrayList等)的remove(Object o)方法
    (src:java.util.AbstractCollection.java)
    if (o.equals(e.next())) {
    e.remove();
    使用的equals来判断的,而如果没有重写equals方法的话,
    实际调用Object的
    public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
    }
     
    因此,放进在集合里的元素,建议都重新实现自己的 equals方法。
     
    //TreeMap 排序
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Set;
    import java.util.TreeMap;

    public class Test1 {

    /**
    *
    @param args
    */
    public static void main(String[] args) {
    TreeMap<Integer, String> maps = new TreeMap<Integer, String>();
    maps.put(3, "王五");
    maps.put(1, "张三");
    maps.put(2, "李四");
    maps.put(4, "赵六");

    int size = maps.size();
    int count = 0;
    Set set = maps.keySet();
    Iterator iter = set.iterator();
    while (iter.hasNext()) {
    Object key = iter.next();
    if (count >= (size - 2)) {
    System.out.println(key + " " + maps.get(key));
    }
    count++;
    }
    }
    }



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