C# 中的List.Sort()--集合排序方法全面解析

2023-07-06 19:05:03 66

在C#中，List.Sort()不仅为我们提供了默认的排序方法，还为我们提供了4种自定义排序的方法，通过默认排序方法，我们无需重写任何Sort()方法的实现代码，就能对单参数类型的List数据进行单一规则的排序，如果通过对这些方法进行改进我们可以轻松做到对多参数、多规则的复杂排序。

下面是C#自定义排序的4种方法：

List.Sort();
List.Sort(IComparerComparer);
List.Sort(intindex,intcount,IComparerComparer);
List.Sort(Comparisoncomparison);

实现目标

假设存在一个People类，包含Name、Age属性，在客户端中创建List保存多个实例，希望对List中的内容根据Name和Age参数进行排序，排序规则为，先按姓名升序排序，如果姓名相同再按年龄的升序排序：

classPeople
{
publicPeople(stringname,intage){Name=name;Age=age;}
publicstringName{get;set;}//姓名
publicintAge{get;set;}//年龄
}

//客户端
classClient
{
staticvoidMain(string[]args)
{
ListpeopleList=newList();
peopleList.Add(newPeople("张三",22));
peopleList.Add(newPeople("张三",24));
peopleList.Add(newPeople("李四",18));
peopleList.Add(newPeople("王五",16));
peopleList.Add(newPeople("王五",30));
}
}

方法一、对People类继承IComparable接口，实现CompareTo()方法

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。

方法一：People类继承IComparable接口，实现CompareTo()方法

IComparable：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

classPeople:IComparable
{
publicPeople(stringname,intage){Name=name;Age=age;}
publicstringName{get;set;}
publicintAge{get;set;}

//list.Sort()时会根据该CompareTo()进行自定义比较
publicintCompareTo(Peopleother)
{
if(this.Name!=other.Name)
{
returnthis.Name.CompareTo(other.Name);
}
elseif(this.Age!=other.Age)
{
returnthis.Age.CompareTo(other.Age);
}
elsereturn0;
}
}

//客户端
peopleList.Sort();

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

方法二：增加People类的外部比较类，继承IComparer接口、实现Compare()方法

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

方法二：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
classPeopleComparer:IComparer
{
//区别于CompareTo()单参数，此处为双参数
publicintCompare(Peoplex,Peopley)
{
if(x.Name!=y.Name)
{
returnx.Name.CompareTo(y.Name);
}
elseif(x.Age!=y.Age)
{
returnx.Age.CompareTo(y.Age);
}
elsereturn0;
}
}

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

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

同理，List.Sort(intindex,intcount,IComparerComparer)方法的参数：待排元素起始索引、待排元素个数、排序方法

方法三、采用泛型委托Comparison，绑定自定义的比较方法

区别于上述继承接口的方法，此方法的参数为泛型委托Comparison

委托原型：publicdelegateintComparison(Tx,Ty);

方法三：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
classClient
{
//方法0自定义比较方法
publicstaticintPeopleComparison(Peoplep1,Peoplep2)
{
if(p1.Name!=p2.Name)
{
returnp1.Name.CompareTo(p2.Name);
}
elseif(p1.Age!=p2.Age)
{
returnp1.Age.CompareTo(p2.Age);
}
elsereturn0;
}

staticvoidMain(string[]args)
{
/创建list.../

//方法0创建委托实例并绑定
ComparisonMyComparison=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)
{
returnp2.Name.CompareTo(p1.Name);
}
elseif(p1.Age!=p2.Age)
{
returnp2.Age.CompareTo(p1.Age);
}
elsereturn0;
});

//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、IComparer

泛型委托：Comparison

参考

IComparable接口-Microsoft

Comparison委托-Microsoft

IComparer接口-Microsoft

附：一个完整的测试Demo

usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Text;
namespaceListSort
{
classProgram
{
staticvoidDisplayInfo(Listlist){
//输出List元素内容
foreach(variteminlist){
System.Console.Write("{0}",item.ToString());
}
System.Console.WriteLine("");
}

//方法3自定义委托泛型比较方法
publicstaticintPeopleComparison(Peoplep1,Peoplep2)
{
if(p1.Name!=p2.Name)
{
returnp1.Name.CompareTo(p2.Name);
}
elseif(p1.Age!=p2.Age)
{
returnp1.Age.CompareTo(p2.Age);
}
elsereturn0;
}
staticvoidMain(string[]args)
{
ListpeopleList=newList();
peopleList.Add(newPeople("张三",22));
peopleList.Add(newPeople("张三",24));
peopleList.Add(newPeople("李四",18));
peopleList.Add(newPeople("王五",16));
peopleList.Add(newPeople("王五",30));

System.Console.WriteLine("排序前原始数据：");
DisplayInfo(peopleList);
System.Console.WriteLine("------------------------------------");

System.Console.WriteLine("方法1排序后数据：");
peopleList.Sort();
DisplayInfo(peopleList);

System.Console.WriteLine("方法2排序后数据：");
DisplayInfo(peopleList);

//方法1使用IComparer接口。
peopleList.Sort(newPeopleComparer());

//方法2除以上两种方法以外还可以使用另一种方法，在People类中实现IComparable
peopleList.Sort();
System.Console.WriteLine("方法3排序后数据：");
DisplayInfo(peopleList);

//方法3创建泛型委托实例并绑定
ComparisonMyComparison=PeopleComparison;

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

System.Console.WriteLine("方法3排序后数据：");
DisplayInfo(peopleList);

//方法3使用Comparison委托，Lambda写法
peopleList.Sort((left,right)=>
{
//先按姓名排序，如果姓名相同再按年龄排序
intx=left.Name.CompareTo(right.Name);
if(x==0){
if(left.Age>right.Age)
x=1;
elseif(left.Age==right.Age)
x=0;
else
x=-1;
}
returnx;
});
}
}

//方法一
publicclassPeople:IComparable
{
publicintAge{get;set;}
publicstringName{get;set;}
publicPeople(stringname,intage){
this.Name=name;
this.Age=age;
}

publicoverridestringToString(){
stringresult="";
result="["+this.Name+","+this.Age.ToString()+"]";
returnresult;
}

publicintCompareTo(Peopleother)
{
intx=this.Name.CompareTo(other.Name);
if(x==0){
if(this.Age>other.Age)
x=1;
elseif(this.Age==other.Age)
x=0;
else
x=-1;
}
returnx;
}
}

//方法二
publicclassPeopleComparer:IComparer
{
publicintCompare(Peopleleft,Peopleright)
{
intx=left.Name.CompareTo(right.Name);
if(x==0){
if(left.Age>right.Age)
x=1;
elseif(left.Age==right.Age)
x=0;
else
x=-1;
}
returnx;
}
}
}

补充：C#IComparable和IComparer接口和自定义比较器

前言

ArrayList里面有一个方法：

publicvirtualvoidSort(IComparercomparer);

使用指定的比较器对整个System.Collections.ArrayList中的元素进行排序。

comparer:比较元素时要使用的System.Collections.IComparer实现。

啥玩意啊？

正文

1.Comparer类简单介绍

想弄清楚这个，我们先来看看这么一个类。

在System.Collections名称空间中，有这么一个类：Comparer。顾名思义，他可以实现对简单类型的比较，什么意思呢？来看如下代码：

inta=1,b=2;

正常情况下，我们要怎样比较他们的大小？if，运算符，……？这当然可以，不过Comparer已经给我们提供了一个函数，可以直接使用：（需要usingSystem.Collections;）

Console.WriteLine(Comparer.Default.Compare(a,b));

因为a

这里通过Comparer里的静态属性Default获得Comparer的实例调用了Comparer里的非静态函数Compare。

（还可以比较根据字母比较两个string类型，这里就省略介绍了）

2.自定义比较器，IComparable，IComparer接口

当然，这个类不仅仅只是用来比较两个数的大小的。有时候我们想直接比较两个对象，但是引用里面的属性或许比较麻烦。尤其是参考要素过多，不好直接比较的时候，怎样才能更高效地比较两个对象呢？这时候，我们就需要自定义比较器了。

首先来介绍IComparable接口。这个接口里只有一个方法CompareTo()。让你的类实现这个接口的CompareTo方法，就可以直接调用这个方法和另一个对象比较。下面是例子：

publicclassClassTest:IComparable
{
publicintintTest;
publicintCompareTo(objectobj)
{
returnintTest-((ClassTest)obj).intTest;
//这里的代码可以按需要自己编写，这里只是一个简单的示例
}
}

然后就可以直接使用啦：

ClassTesta=newClassTest(){intTest=1};
ClassTestb=newClassTest(){intTest=2};
Console.WriteLine(a.CompareTo(b));//输出-1
Comparer类已经为我们提供了IComparer的默认实现，但我们仍然可以自定义它。新建一个类：（记得usingSystem.Collections;）
publicclassClassTestComparer:IComparer
{
publicstaticIComparerDefault=newClassTestComparer();
//这里必须使用这样的定义，将对象转化为IComparer类型有很大用处，下面会介绍
publicintCompare(objecta,objectb)
{
return((ClassTest)a).intTest-((ClassTest)b).intTest;
//同样这里使用最简单的示例，但是你可以大放异彩
}
}

注意，如果用于比较的类和设定的类不一样，就会出现错误。

使用示例：

ClassTesta=newClassTest(){intTest=1};
ClassTestb=newClassTest(){intTest=2};
Console.WriteLine(ClassTestComparer.Default.Compare(a,b));
//结果是-1

可以发现，这两个接口的不同之处在于：IComparable在要比较的对象的类中实现，可以比较该对象和另一个对象。IComparer在一个单独的类中实现，可以比较任意两个对象（关键是你的设置）。

3.对集合排序

当然，这两个接口还有更强大的用处。我们可以使用这两个接口对集合进行排序。还记得前言里的Sort()方法吗？接下来就以ArrayList为例，介绍如何使用。

ArrayListClassTests=newArrayList();
ClassTesta=newClassTest(){intTest=1};
ClassTestb=newClassTest(){intTest=2};
ClassTestc=newClassTest(){intTest=3};
ClassTests.Add(a);
ClassTests.Add(b);
ClassTests.Add(c);
ClassTests.Sort();
//使用无参的Sort，将调用类中的CompareTo()方法，因为ClassTest实现了这个方法，所以是可以调用的。如果没有实现，编译器会报错。
ClassTests.Sort(ClassTestComparer.Default);
//这将使用Compare()方法对集合中的元素排序。ClassTestComparer类实现了这个方法，并且提供了一个IComparer类型的属性。

需要注意的是：

两个接口提供的方法返回值都是int类型的，负数代表小于，0代表等于，正数代表大于。所以对数字之外的自定义比较器，需要人工设定什么是“大”，什么是“小”。所以上文示例中两个数直接相减，就可以比较大小。

排序完之后，按照返回的int值，集合是由小到大排列的。

使用无参Sort()时，集合中至少要有一个类实现了IComparable，否则会报错。

一般来说，都是对同一个类进行比较。不过，也可以实现对不同类比较的代码，这就看具体需要了。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持毛票票。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。

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