Java - 列表 <Integer> 排序，比較和溢出

Question

我有以下代碼按降序對列表進行排序

List<Integer> list=Arrays.asList(Integer.MAX_VALUE, -1);
list.sort((x, y) -> y-x);
System.out.println(list)

結果是

[-1, 2147483647]

現在，我知道我不應該寫yx因為它可能導致溢出問題。

但問題是為什么輸出呢？ 我相信輸出將是[2147483647, -1]因為-1 - Integer.MAX_VALUE是-2147483648 ，仍然是負整數，廣告操作似乎不受溢出問題的影響。 我做錯了什么？

Answer 1

您可以在頁面底部附近的Oracle的Object Ordening Java Tutorial中閱讀：

您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面的員工編號，否則不要這樣做！ 這個技巧一般不起作用，因為有符號整數類型不足以表示兩個任意有符號整數的差異。 如果i是一個大的正整數且j是一個大的負整數，i-j將溢出並返回一個負整數。 由此產生的比較器違反了我們一直在討論的四個技術限制之一（傳遞性）並產生可怕的，微妙的錯誤。 這不是純粹的理論問題; 人們被它燒了。

這里描述的情況是OP遇到的情況：兩個整數之間的差異大於Integer.MAX_VALUE ，因此在比較期間會溢出，從而導致意外排序。

Answer 2

我只是做了@Robin Topper所說的。

import java.util.*;
public class Test {
    public static void main(String... args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(Integer.MAX_VALUE, -1);
        list.sort((x, y) -> {
            System.out.println("x: " + x + " y: " + y);
            System.out.println("y - x = " + (y - x));
            return y - x;
        });
        System.out.println(list);
    }
}

我得到了

x: -1 y: 2147483647
y - x = -2147483648
[-1, 2147483647]

我們可以看到

\n

List＃sort（Comparator）以相反的順序將值應用於給定的 Comparator 。

1. 使用給定的Comparator ，
2. 當它適用於-1和2147483647 ，
3. (y - x)部分（ 2147483647 - -1 ）溢出為-2147483648 ，為負數，
4. 而且-1確實小於2147483647 。

這是源代碼。

清單＃排序（比較）

@SuppressWarnings({"unchecked", "rawtypes"})
default void More ...sort(Comparator<? super E> c) {
    Object[] a = this.toArray();
    Arrays.sort(a, (Comparator) c);
    ListIterator<E> i = this.listIterator();
    for (Object e : a) {
        i.next();
         i.set((E) e);
    }
}

數組排序＃（比較）

public static void sort(int[] a) {
    DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);
}

DualPovotQuicksort＃排序（）

Answer 3

在我們開始之前，你需要知道，如果compare(x,y) < 0根據其設計compare(x,y) < 0 pair（x，y）視為有序的
（就像自然（升序）順序一樣：如果x<y則xy<0 ）。

---

整數溢出

在數學世界中，如果對（x，y）中的x和y按升序排列，我們可以將其寫為x<y ，也可以將其重寫為xy<0 。 降序可以表示為x>y ，可以將其重寫為xy>0 。
但這種重寫只有在數學世界中才有可能。 在IT世界中，像int這樣的數字類型有它們的最小值和最大值，如果我們嘗試計算超出該范圍的值，我們將面臨整數溢出 。 你的例子就是其中一個例子。 如果x = -1且y = 2147483647那么比較器計算yx將返回-2147483648

     y       -   x
(2147483647) - (-1) = -2147483648 

而不是積極的2147483648 。

因此，返回不正確 （和否定）的結果，使排序算法“認為” x和y值正確 。

等等，如果結果是錯誤的，那么我們如何以升序 [-1, 2147483647]得到結果元素？ 那個“不正確”的命令不應該下降嗎？

不，因為比較器返回yx描述了降序 。 看一看。 當Comparator.compare(x,y)<0時，任何Comparator.compare(x,y)中使用的元素x和y都被認為是正確的順序。 如果我們使用比較器的代碼，我們將得到yx<0 ，順序為y<x （或更簡單的x>y ）。

如果我們更改列表中的一些元素，也可以很容易地觀察到它

List<Integer> list = Arrays.asList(-1, 2, 5);

我們將在排序后得到

[5, 2, -1]

---

簡而言之：

• 排序算法使用描述降序的 Comparator
• 但由於比較器出錯（由整數溢出引起），它不通知排序算法需要“改變順序” -1和2147483647以便它們保持在他們的位置。