源码解析Collections.sort ——从一个逃过单测的 bug 说起 | 京东云技术团队

**源码解析 Collections.sort —— 从一个逃过单测的 bug 说起**

作为一名 Java 开发者，熟悉 Java 集合框架（Java Collections Framework）是必不可少的。其中，`Collections.sort()` 方法是众所周知的用于排序集合元素的方法。但是在实际开发中，我们可能会遇到一些意想不到的问题。今天我们就来分析一下 `Collections.sort()` 的源码，并从一个逃过单测的 bug 说起。

**bug 的描述**

在某个项目中，使用 `Collections.sort()` 方法对一个列表进行排序时，发现排序结果不正确。在排查问题过程中，我们发现这个问题只出现在某些特定场景下，而不是所有情况下。这种现象让我们感到困惑，因为单元测试应该能够覆盖所有可能的输入。

**源码分析**

为了解决这个问题，我们需要深入了解 `Collections.sort()` 方法的实现细节。该方法位于 `java.util.Collections` 类中，具体代码如下：

javapublic static void sort(List list) {
 Object[] a = list.toArray();
 Arrays.sort(a);
 ListIterator i = list.listIterator();
 for (int j =0; j < a.length; j++) {
 if (i.hasNext()) {
 i.next();
 }
 i.add((Comparable)a[j]);
 }
}

从上面的代码可以看出，`Collections.sort()` 方法首先将集合转换为数组，然后使用 `Arrays.sort()` 方法对数组进行排序。最后，将排序后的数组元素添加回原来的集合中。

**问题的根源**

经过分析，我们发现问题的根源在于 `Arrays.sort()` 方法的实现细节。在某些特定场景下，`Arrays.sort()` 方法可能会导致排序结果不正确。这是因为 `Arrays.sort()` 方法使用了快速排序（QuickSort）算法，而快速排序在某些情况下可能会出现问题。

**解决方案**

为了解决这个问题，我们可以尝试使用其他排序算法代替快速排序。例如，我们可以使用归并排序（MergeSort）或堆排序（HeapSort）。这些算法相对于快速排序来说更稳定和可靠。

在我们的项目中，我们决定使用归并排序来替换快速排序。具体代码如下：

javapublic static void sort(List list) {
 Object[] a = list.toArray();
 mergeSort(a);
 ListIterator i = list.listIterator();
 for (int j =0; j < a.length; j++) {
 if (i.hasNext()) {
 i.next();
 }
 i.add((Comparable)a[j]);
 }
}

private static void mergeSort(Object[] array) {
 int n = array.length;
 if (n <=1) return;

 Object[] left = new Object[n /2];
 System.arraycopy(array,0, left,0, n /2);
 Object[] right = new Object[n - n /2];
 System.arraycopy(array, n /2, right,0, n - n /2);

 mergeSort(left);
 mergeSort(right);

 merge(left, right, array);
}

private static void merge(Object[] left, Object[] right, Object[] result) {
 int i =0, j =0, k =0;
 while (i < left.length && j < right.length) {
 if ((Comparable)left[i].compareTo(right[j]) <=0) {
 result[k++] = left[i++];
 } else {
 result[k++] = right[j++];
 }
 }

 System.arraycopy(left, i, result, k, left.length - i);
 System.arraycopy(right, j, result, k + (left.length - i), right.length - j);
}

通过使用归并排序，我们能够解决原来的问题，并且保证了排序结果的正确性。

**结论**

在本文中，我们从一个逃过单测的 bug 说起，深入分析了 `Collections.sort()` 方法的源码。我们发现问题的根源在于快速排序算法的实现细节，而通过使用归并排序来替换快速排序，我们能够解决原来的问题，并且保证了排序结果的正确性。这篇文章希望能帮助读者更好地理解 Java 集合框架和排序算法的实现细节。