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C# - List.Sort()自定义比较排序

本文通过示例介绍了C#中典型容器List.Sort()的自定义排序方法,进而引出了C#中自定义排序的核心接口及方法

项目地址:自定义Sort方法 - SouthBegonia's Github

List.Sort() 为我们提供了4种自定义排序方法,通过对这些方法改进我们可以轻松做到对多参数、多规则的复杂排序:

List<T>.Sort();
List<T>.Sort(IComparer<T> Comparer);
List<T>.Sort(int index, int count, IComparer<T> Comparer);
List<T>.Sort(Comparison<T> comparison);

项目背景

存在People类,包含Name、Age属性,在客户端中创建List保存多个实例,对List根据Name和Age参数进行排序:

class People
{
    public People(string name, int age) { Name = name; Age = age; }
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

// 客户端
class Client
{
    static void Main(string[] args)
    {
        List<People> peopleList = new List<People>();
        peopleList.Add(new People("张三", 22));
        peopleList.Add(new People("张三", 24));
        peopleList.Add(new People("李四", 18));
        peopleList.Add(new People("王五", 16));
        peopleList.Add(new People("王五", 30));
    }
}

List.Sort()

该方法为系统默认的方法,单一参数时会默认进行升序排序。但遇到多参数(Name、Age)排序时,我们需要对该默认方法进行修改。

  • 方法:People类继承IComparable,实现CompareTo()方法
  • IComparable<T>:定义由值类型或类实现的通用比较方法,旨在创建特定于类型的比较方法以对实例进行排序。
  • 原理:自行实现的CompareTo()方法会在list.Sort()内部进行元素两两比较,最终实现排序
class People : IComparable<People>
{
    public People(string name, int age) { Name = name;Age = age; }
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    // list.Sort()时会根据该CompareTo()进行自定义比较
    public int CompareTo(People other)
    {
        if (this.Name != other.Name)
        {
            return this.Name.CompareTo(other.Name);
        }
        else if (this.Age != other.Age)
        {
            return this.Age.CompareTo(other.Age);
        }
        else return 0;
    }
}

// 客户端
peopleList.Sort();

// OUTPUT:
//      李四 18
//      王五 16
//      王五 30
//      张三 22
//      张三 24

List.Sort(IComparer Comparer)

区别于上述继承IComparable的方法,该方法不可在People内继承实现IComparer接口,而是需要新建比较方法类进行接口实现

  • 方法:新建PeopleComparer类、继承IComparer接口、实现Compare()方法
  • 原理:list.Sort()将PeopleComparer类的实例作为参数,在内部使用Compare()方法进行两两比较,最终实现排序(注:上述方法为CompareTo(),此处为Compare()方法)
// 自定义比较方法类
class PeopleComparer : IComparer<People>
{
    // 区别于CompareTo()单参数,此处为双参数
    public int Compare(People x, People y)
    {
        if (x.Name != y.Name)
        {
            return x.Name.CompareTo(y.Name);
        }
        else if (x.Age != y.Age)
        {
            return x.Age.CompareTo(y.Age);
        }
        else return 0;
    }
}

// 客户端
// 传入参数为自定义比较类的实例            
peopleList.Sort(new PeopleComparer());

// OUTPUT:
//      李四 18
//      王五 16
//      王五 30
//      张三 22
//      张三 24

同理,List<T>.Sort(int index, int count, IComparer<T> Comparer) 方法的参数:待排元素起始索引、待排元素个数、排序方法

List.Sort(Comparison comparison)

区别于上述继承接口的方法,此方法的参数为 泛型委托 Comparison<T>

  • 委托原型:public delegate int Comparison<in T>(T x, T y);
  • 方法:依照委托的使用方法,首先创建委托实例MyComparison,并绑定到自定义的比较方法PeopleComparison()上,最终调用list.Sort()时 将委托实例传入
  • 原理:list.Sort()根据传入的委托方法,进行两两元素比较最终实现排序
// 客户端
class Client
{
    // 自定义比较方法
    public static int PeopleComparison(People p1, People p2)
    {
        if (p1.Name != p2.Name)
        {
            return p1.Name.CompareTo(p2.Name);
        }
        else if (p1.Age != p2.Age)
        {
            return p1.Age.CompareTo(p2.Age);
        }
        else return 0;
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        / 创建list ... /
        
        // 创建委托实例并绑定
        Comparison<People> MyComparison = PeopleComparison;

        // 传入该实例实现比较方法
        peopleList.Sort(MyComparison);

        // OUTPUT:
        //      李四 18
        //      王五 16
        //      王五 30
        //      张三 22
        //      张三 24
    }
}

此外,既然Comparison<T>是泛型委托,则完全可以用 Lambda表达式 进行描述:

// Lambda表达式实现Comparison委托
peopleList.Sort((p1, p2) =>
{
    if (p1.Name != p2.Name)
    {
        return p2.Name.CompareTo(p1.Name);
    }
    else if (p1.Age != p2.Age)
    {
        return p2.Age.CompareTo(p1.Age);
    }
    else return 0;
});

// OUTPUT:
//      张三 24
//      张三 22
//      王五 30
//      王五 16
//      李四 18

总结

虽然本文仅使用了List<T>一种容器对Sort()方法进行阐述,但是不同容器的使用Sort()的方法大相径庭,因为核心的原理都是应用两种接口及泛型委托

  • 两种接口IComparable<T> 、 IComparer<T>
  • 泛型委托Comparison<T>
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