【Java】ソートの結果が毎回違う？「安定ソート」の重要性と、Javaが裏側で使い分けている「納得の理由」

1. 導入：並べ替えるたびに順序が変わる謎

「以前のソート結果を維持したまま、別の項目で並べ替えたい」 例えば、名簿を「年齢順」にしたあと、さらに「性別」で分けたとき。同じ性別の中ではちゃんと年齢順になっていてほしいですよね。

しかし、Javaのソートの仕組みを正しく理解していないと、この「以前の順序」がバラバラに壊れてしまうことがあります。

2. 「安定ソート」とは？

一言でいうと、**「同じ値のものがあったとき、元の並び順を壊さない」**のが安定ソートです。

• 安定ソート: 元の順序を守る（誠実な並べ替え）

• 安定でないソート: 同じ値の時、順序が入れ替わることがある（効率重視）

3. 【実験】安定でないソートで「順序が壊れる」様子

数値（プリミティブ型）のソートは「安定ではない」ため、これを利用して**「見た目は同じ数値だけど、実は裏側に別の意味があるデータ」**をソートしてみると、順序が壊れる様子がわかります。

※本来プリミティブ型には「裏側の意味」を持たせられませんが、ここでは理解のために「同じ値を持つデータ」が入れ替わるリスクを擬似的に表現します。

【失敗するイメージのサンプル】

Java

// オブジェクト（安定ソート）の場合
List<User> users = new ArrayList<>();
users.add(new User("Aさん", 20));
users.add(new User("Bさん", 20)); // A, Bの順

// 「年齢」でソートしても、AさんとBさんの順序（A→B）は必ず維持される。これが「安定」
Collections.sort(users, Comparator.comparing(User::getAge));

もし、これが「安定ではないソート」で行われると、**「さっきまでA→Bだったのに、ソートし直したらB→Aになった」**ということが平気で起こります。これが、名簿管理や履歴管理のシステムでは致命的なバグになります。

4. Javaの賢い使い分け（メソッドの違い）

Javaの Arrays.sort() は、引数に渡す型によって、裏側で使うアルゴリズム（安定か不安定か）を自動で切り替えています。

• Arrays.sort(Object[] a) : 【安定】

  • 対象：String、Integer、自作クラスなどのオブジェクト

  • 理由：オブジェクトは複数の属性（名前と年齢など）を持つため、順序の維持が極めて重要だから。

• Arrays.sort(int[] a) : 【安定ではない】

• 対象：int, double, char などのプリミティブ型

• 理由：単なる数字の「5」と「5」に個体差はない。それなら安定性を捨ててでも、速度とメモリ節約を優先したほうが合理的だから。

5. 納得ポイント：なぜ「不安定」が存在するのか

最初は「全部安定ソートにすればいいのに」と思っていました。でも、調べてみて納得しました。

安定を守るためには、元の順序を記憶しておくための「予備のメモリ」や「複雑な手順」が必要になります。 一方、安定を気にしない方法は、とにかく高速でメモリを食わないという強みがあります。

Javaは、**「意味を持つデータは丁寧に、ただの数値はスピード重視で」**という、エンジニアらしい合理的な設計をしていたのです。

6. まとめ：データの「重み」を意識する

今回の探求で、ソートはただ並べるだけの機能ではなく、データの重要度に応じた「設計思想」の塊なのだと気づきました。

「このデータは並び順に意味があるか？」を意識するだけで、Javaのメソッド選びにも自信が持てるようになります。