List l可以如下排序。

Collections.sort(l);

如果List包含String元素，它將按字母順序排序，如果它由Date元素組成，它將按時間順序排序，這是怎么發生的？String和Date都實現了Comparable接口，Comparable實現為類提供了自然的順序，允許該類的對象自動排序，下表總結了一些實現Comparable的更重要的Java平臺類。

如果你嘗試對列表進行排序，其中的元素未實現Comparable，Collections.sort(list)將拋出ClassCastException，類似地，如果你嘗試使用comparator對其元素無法相互比較的列表進行排序，則Collections.sort(list, comparator)將拋出ClassCastException。雖然不同類型的元素可以相互比較，但這里列出的類別都不允許進行類間比較。

如果你只想對可比較元素的列表進行排序或創建它們的已排序集合，那么你真正需要了解Comparable接口的所有內容，如果要實現自己的Comparable類型，下一部分將是你感興趣的。

Comparable接口包含以下方法。

public interface Comparable {
    public int compareTo(T o);
}

compareTo方法將接收對象與指定對象進行比較，并返回負整數、0或正整數，具體取決于接收對象是否小于、等于或大于指定對象，如果無法將指定的對象與接收對象進行比較，則該方法將拋出ClassCastException。

以下表示人名的類實現了Comparable。

import java.util.*;

public class Name implements Comparable {
    private final String firstName, lastName;

    public Name(String firstName, String lastName) {
        if (firstName == null || lastName == null)
            throw new NullPointerException();
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }

    public String firstName() { return firstName; }
    public String lastName()  { return lastName;  }

    public boolean equals(Object o) {
        if (!(o instanceof Name))
            return false;
        Name n = (Name) o;
        return n.firstName.equals(firstName) && n.lastName.equals(lastName);
    }

    public int hashCode() {
        return 31*firstName.hashCode() + lastName.hashCode();
    }

    public String toString() {
    return firstName + " " + lastName;
    }

    public int compareTo(Name n) {
        int lastCmp = lastName.compareTo(n.lastName);
        return (lastCmp != 0 ? lastCmp : firstName.compareTo(n.firstName));
    }
}

為了使前面的例子簡短，該類有些限制：它不支持中間名，它要求名字和姓氏，并且它不以任何方式國際化，盡管如此，它還說明了以下要點：

Name對象是不可變的，在所有其他條件相同的情況下，不可變類型是解決問題的方法，特別是對于將作為集合中的元素或Map中的鍵使用的對象，如果你在集合中修改元素或鍵，這些集合將會中斷。

構造函數檢查其參數是否為null，這可以確保所有Name對象都格式正確，這樣其他任何方法都不會拋出NullPointerException。

hashCode方法被重新定義，這對于重新定義equals方法的任何類都是必不可少的（等同對象必須具有相同的哈希碼）。

如果指定的對象為null或類型不合適，則equals方法返回false，compareTo方法在這些情況下拋出運行時異常，這兩種行為都是各自方法的一般契約所要求的。

toString方法已重新定義，因此它以人類可讀的形式打印Name，這總是一個好主意，特別是對于要放入集合的對象，各種集合類型的toString方法依賴于其元素、鍵和值的toString方法。

由于本節是關于元素排序的，讓我們再談談Name的compareTo方法，它實現了標準的名稱排序算法，其中姓氏優先于名字，這正是你想要的自然順序，如果自然順序不自然，那將會非?；靵y！

看看compareTo是如何實現的，因為它非常經典，首先，比較對象的最重要部分（在本例中為姓氏），通常，你可以只使用部分類型的自然順序，在這種情況下，該部分是一個字符串，自然（詞典）排序正是所要求的。如果比較的結果不是0（代表相等），那么就完成了：你只需返回結果。如果最重要的部分相同，則繼續比較下一個最重要的部分，在這種情況下，只有兩個部分 — 名字和姓氏。如果有更多的部分，你會以明顯的方式進行，比較部分，直到你發現兩個不相等或你正在比較最不重要的部分，此時你將返回比較的結果。

為了說明這一切都是有效的，這里有一個程序，它構建了一個名稱列表并對它們進行排序。

import java.util.*;

public class NameSort {
    public static void main(String[] args) {
        Name[] nameArray = {
                new Name("John", "Smith"),
                new Name("Karl", "Ng"),
                new Name("Jeff", "Smith"),
                new Name("Tom", "Rich")
        };

        List names = Arrays.asList(nameArray);
        Collections.sort(names);
        System.out.println(names);
    }
}

如果你運行這個程序，這是它打印的內容。

[Karl Ng, Tom Rich, Jeff Smith, John Smith]

compareTo方法的行為有四個限制，我們現在不會討論它們，因為它們相當技術性和枯燥，最好留在API文檔中，實現Comparable的所有類都遵守這些限制非常重要，因此如果你正在編寫實現它的類，請閱讀Comparable的文檔。嘗試對違反限制的對象列表進行排序具有未定義的行為，從技術上講，這些限制確保自然順序是實現它的類的對象的總順序，這對于確保明確定義排序是必要的。

如果你想按一些對象的自然順序以外的順序排序，該怎么辦？或者，如果要對某些未實現Comparable的對象進行排序，該怎么辦？要執行上述任一操作，你需要提供Comparator — 一個封裝排序的對象，與Comparable接口一樣，Comparator接口由單個方法組成。

public interface Comparator {
    int compare(T o1, T o2);
}

compare方法比較它的兩個參數，返回一個負整數、0或一個正整數，具體取決于第一個參數是小于、等于還是大于第二個參數，如果其中一個參數的Comparator類型不合適，則compare方法將拋出ClassCastException。

關于Comparable的大部分內容也適用于Comparator，編寫compare方法與編寫compareTo方法幾乎完全相同，只是前者將兩個對象作為參數傳入，由于同樣的原因，compare方法必須遵守與Comparable的compareTo方法相同的四個技術限制 — Comparator必須對它所比較的??對象產生總順序。

假設你有一個名為Employee的類，如下所示。

public class Employee implements Comparable {
    public Name name()     { ... }
    public int number()    { ... }
    public Date hireDate() { ... }
       ...
}

讓我們假設Employee實例的自然順序是員工姓名上的Name排序（如上例所定義），不幸的是，老板要求按照資歷順序列出員工名單。這意味著我們必須做一些工作，但并不多，以下程序將生成所需的列表。

import java.util.*;
public class EmpSort {
    static final Comparator SENIORITY_ORDER = 
                                        new Comparator() {
            public int compare(Employee e1, Employee e2) {
                return e2.hireDate().compareTo(e1.hireDate());
            }
    };

    // Employee database
    static final Collection employees = ... ;

    public static void main(String[] args) {
        List e = new ArrayList(employees);
        Collections.sort(e, SENIORITY_ORDER);
        System.out.println(e);
    }
}

程序中的Comparator相當簡單，它依賴于應用于hireDate訪問器方法返回的值的Date的自然順序，注意，Comparator將第二個參數的雇用日期傳遞給第一個參數，而不是反過來，原因是最近招聘的員工級別最低，按雇用日期順序排序會使該名單的資歷順序相反，人們有時用來達到這種效果的另一種技術是保持參數順序，但要否定比較的結果。

// Don"t do this!!
return -r1.hireDate().compareTo(r2.hireDate());

你應該總是使用前一種技術來支持后者，因為后者不能保證有效，這樣做的原因是compareTo方法可以返回任何負整數，如果它的參數小于調用它的對象。有一個負整型數在被否定時仍然是負的，盡管這看起來很奇怪。

-Integer.MIN_VALUE == Integer.MIN_VALUE

上一個程序中的Comparator可以很好地對List進行排序，但確實存在一個缺陷：它不能用于排序已排序的集合，例如TreeSet，因為它生成的順序與equals不兼容，這意味著這個Comparator相當于equals方法所沒有的對象。特別是，在同一天雇傭的任何兩名員工將相等，當你對List進行排序時，這并不重要，但是當你使用Comparator來排序一個已排序的集合時，它是致命的，如果你使用此Comparator將在同一日期雇用的多名員工插入到TreeSet中，則只會將第一個員工添加到該集合中，第二個將被視為重復元素，將被忽略。

要解決此問題，只需調整Comparator，以便生成與equals兼容的排序，換句話說，調整它以便在使用compare時看到相同的唯一元素是那些在使用equals進行比較時也被視為相等的元素。執行此操作的方法是執行兩部分比較（像對于Name），其中第一部分是我們感興趣的部分 — 在這種情況下，是雇用日期 — 第二部分是唯一標識對象的屬性，員工編號在這里是明顯的屬性，這是比較器的結果。

static final Comparator SENIORITY_ORDER = 
                                        new Comparator() {
    public int compare(Employee e1, Employee e2) {
        int dateCmp = e2.hireDate().compareTo(e1.hireDate());
        if (dateCmp != 0)
            return dateCmp;

        return (e1.number() < e2.number() ? -1 :
               (e1.number() == e2.number() ? 0 : 1));
    }
};

最后一點：你可能想要使用更簡單的方法替換Comparator中的最終return語句：

return e1.number() - e2.number();

除非你絕對確定沒有人會有負的員工編號，否則不要這樣做！這個技巧通常不起作用，因為帶符號整數類型不夠大，不能表示兩個任意帶符號整數的差，如果i是一個大的正整數且j是一個大的負整數，i - j將溢出并返回一個負整數，由此產生的comparator違反了我們一直在討論的四個技術限制之一（傳遞性）并產生可怕的、微妙的錯誤，這不是純粹的理論問題。