Javaで複数のソートキーを使う場合の一時ファイル作成方法

複数のソートキーが存在するオブジェクトの配列について、固定長のフォーマットに直すことでソートキーを１つにできます。
しかし、フォーマットを直して１つのキーでソートできるようにするよりも、独自Comparatorを定義して複数のキーでソートした方が高速なので、そのようなケースでは独自Comparatorを定義して対応するべきです。

単純にフォーマット変更でコストがかかるだけでなく、ソート処理自体も複数のキーでソートした方が高速です。
複数のキーを１つのキーにまとめてソートする場合は必ずキー全体を見る必要がありますが、複数のキーでソートする場合はキーの一部を見るだけでソートできる場合があるので、複数のキーでソートした方が高速になるのだと思います。

以下、テスト結果です。

【ソースコード】

・SortTest.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class SortTest {

    public static void main(String［］ args) {

        // ソート対象のArrayListの作成
        // 一意な10,000,000個のデータを作成
        // それをランダムにソートする
        ArrayList＜SortTestRecord＞ array1 = new ArrayList＜＞();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            array1.add(new SortTestRecord((i / 100000) % 10,
                                          (i / 10000) % 10,
                                          (i / 1) % 10000));
        }
        Collections.shuffle(array1);
        ArrayList＜SortTestRecord＞ array2 = new ArrayList＜＞(array1);

        // ３つのソートキーによりソートする場合
        long startTime1 = System.currentTimeMillis();
        SortTestComparator comparator = new SortTestComparator();
        Collections.sort(array1, comparator);
        long endTime1 = System.currentTimeMillis();

        // フォーマット変更して１つのソートキーでソートする場合
        long startTime2 = System.currentTimeMillis();
        ArrayList＜String＞ array2tmp = new ArrayList＜＞();
        for (int i = 0; i ＜ array2.size(); i++) {
            array2tmp.add(String.format("%02d", array2.get(i).getSortkey1()) +
                          String.format("%03d", array2.get(i).getSortkey2()) +
                          String.format("%05d", array2.get(i).getSortkey3()));
        }
        long startTime2inside = System.currentTimeMillis();
        Collections.sort(array2tmp);
        long endTime2inside = System.currentTimeMillis();
        array2 = new ArrayList＜＞();
        for (int i = 0; i ＜ array2tmp.size(); i++) {
            array2.add(new SortTestRecord(
                    Integer.parseInt(array2tmp.get(i).substring(0,2)),
                    Integer.parseInt(array2tmp.get(i).substring(2,5)),
                    Integer.parseInt(array2tmp.get(i).substring(5,10))));
        }
        long endTime2 = System.currentTimeMillis();

        // 結果確認
        System.out.println("［サンプル出力］");
        System.out.println("（1つ目、123,457つ目、1,000,000つ目を出力）");
        array1.get(0).print();
        array1.get(123456).print();
        array1.get(999999).print();
        System.out.println();
        System.out.println("［配列の差異箇所出力］");
        int diffCount = 0;
        for (int i = 0; i ＜ 1000000; i++) {
            if (array1.get(i).getSortkey1() != array2.get(i).getSortkey1() ||
                array1.get(i).getSortkey2() != array2.get(i).getSortkey2() ||
                array1.get(i).getSortkey3() != array2.get(i).getSortkey3()) {
                System.out.println((i + 1) + "つ目の要素の内容を出力");
                array1.get(i).print();
                array2.get(i).print();
                diffCount++;
            }
        }
        if (diffCount == 0) {
            System.out.println("差異無し。");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("［処理時間］");
        System.out.println("・３つのソートキーによりソートを実施");
        System.out.println((endTime1 - startTime1) + " ms");
        System.out.println("・フォーマット変更を行いソートを実施");
        System.out.println((endTime2 - startTime2) + " ms");
        System.out.println("　（内、ソート部分だけの時間）");
        System.out.println("　" + (endTime2inside - startTime2inside) + " ms");

    }

}

・SortTestRecord.java

public class SortTestRecord {

    private int sortkey1 = 0;
    private int sortkey2 = 0;
    private int sortkey3 = 0;

    // コンストラクタ
    SortTestRecord(int sortkey1, int sortkey2, int sortkey3) {
        this.sortkey1 = sortkey1;
        this.sortkey2 = sortkey2;
        this.sortkey3 = sortkey3;
    }

    // getter
    public int getSortkey1() {
        return this.sortkey1;
    }

    // getter
    public int getSortkey2() {
        return this.sortkey2;
    }

    // getter
    public int getSortkey3() {
        return this.sortkey3;
    }

    // プリント用クラス
    public void print() {
        System.out.println(sortkey1 + "," + sortkey2 + "," + sortkey3);
    }

}

・SortTestComparator.java

import java.util.Comparator;

public class SortTestComparator implements Comparator＜SortTestRecord＞ {

    @Override
    public int compare(SortTestRecord o1, SortTestRecord o2) {
        if (o1.getSortkey1() ＜ o2.getSortkey1()){
            return -1;
        } else if (o1.getSortkey1() ＞ o2.getSortkey1()){
            return 1;
        } else if (o1.getSortkey2() ＜ o2.getSortkey2()){
            return -1;
        } else if (o1.getSortkey2() ＞ o2.getSortkey2()){
            return 1;
        } else {
            return o1.getSortkey3() - o2.getSortkey3();
        }
    }

}

【結果（１回目）】

［サンプル出力］
（1つ目、123,457つ目、1,000,000つ目を出力）
0,0,0
1,2,3456
9,9,9999

［配列の差異箇所出力］
差異無し。

［処理時間］
・３つのソートキーによりソートを実施
2750 ms
・フォーマット変更を行いソートを実施
19105 ms
　（内、ソート部分だけの時間）
　3827 ms

【結果（２回目）】

［サンプル出力］
（1つ目、123,457つ目、1,000,000つ目を出力）
0,0,0
1,2,3456
9,9,9999

［配列の差異箇所出力］
差異無し。

［処理時間］
・３つのソートキーによりソートを実施
1692 ms
・フォーマット変更を行いソートを実施
13627 ms
　（内、ソート部分だけの時間）
　3350 ms

【結果（３回目）】

［サンプル出力］
（1つ目、123,457つ目、1,000,000つ目を出力）
0,0,0
1,2,3456
9,9,9999

［配列の差異箇所出力］
差異無し。

［処理時間］
・３つのソートキーによりソートを実施
2177 ms
・フォーマット変更を行いソートを実施
15333 ms
　（内、ソート部分だけの時間）
　3224 ms