前几天一个朋友在微信里面问我一个关于 JS 数组排序的问题。
原始数组如下:
var data = [
{value: 4},
{value: 2},
{value: undefined},
{value: undefined},
{value: 1},
{value: undefined},
{value: undefined},
{value: 7},
{value: undefined},
{value: 4}
];
data
是个数组,数组的每一项都是一个拥有 value
作为 key 的对象,值为数字或者 undefined
。
data
.sort((x, y) => x.value - y.value)
.map(x => x.value);
对数组的 value
进行排序,然后把排完序的数组进行 flat 处理。得到的结果如下:
[2, 4, undefined, undefined, 1, undefined, undefined, 7, undefined, 4]
显然这没有达到我们的目的。
现在我们修改一下排序,挑战一下函数的调用顺序:先对数组进行扁平化(flat)处理,然后再排序。
data
.map(x => x.value)
.sort((x, y) => x - y)
这时我们得到的结果和之前截然不同:
[1, 2, 4, 4, 7, undefined, undefined, undefined, undefined, undefined]
遇到这种情况第一感觉肯定是要去看看 ECMA 规范,万一是 JS 引擎的 bug 呢。
在 ES6 规范 22.1.3.24 节写道:
Calling
comparefn(a,b)
always returns the same valuev
when given a specific pair of valuesa
andb
as its two arguments. Furthermore,Type(v)
isNumber
, andv
is notNaN
. Note that this implies that exactly one ofa < b
,a = b
, anda > b
will betrue
for a given pair ofa
andb
.
简单翻译一下就是:第二个参数 comparefn
返回一个数字,并且不是 NaN
。一个注意事项是,对于参与比较的两个数 a
小于 b
、a
等于 b
、a
大于 b
这三种情况必须有一个为 true
。
所以严格意义上来说,这段代码是有 bug 的,因为比较的结果出现了 NaN
。
在 MDN 文档上还有一个细节:
如果
comparefn(a, b)
等于0
,a
和b
的相对位置不变。备注:ECMAScript 标准并不保证这一行为,而且也不是所有浏览器都会遵守。
翻译成编程术语就是:sort
排序算法是不稳定排序。
其实我们最疑惑的问题上,上面两行代码为什么会输出不同的结果。我们只能通过查看 V8 源码去找答案了。
V8 对数组排序是这样进行的:
如果没有定义 comparefn 参数,则生成一个(高能预警,有坑啊):
comparefn = function (x, y) {
if (x === y) return 0;
if (%_IsSmi(x) && %_IsSmi(y)) {
return %SmiLexicographicCompare(x, y);
}
x = TO_STRING(x); // <----- 坑
y = TO_STRING(y); // <----- 坑
if (x == y) return 0;
else return x < y ? -1 : 1;
};
然后定义了一个插入排序算法:
function InsertionSort(a, from, to) {
for (var i = from + 1; i < to; i++) {
var element = a[i];
for (var j = i - 1; j >= from; j--) {
var tmp = a[j];
var order = comparefn(tmp, element);
if (order > 0) { // <---- 注意这里
a[j + 1] = tmp;
} else {
break;
}
}
a[j + 1] = element;
}
为什么是插入排序?V8 为了性能考虑,当数组元素个数少于 10 个时,使用插入排序;大于 10 个时使用快速排序。
后面还定义了快速排序函数和其它几个函数,我就不一一列出了。
函数都定义完成后,开始正式的排序操作:
// %RemoveArrayHoles returns -1 if fast removal is not supported.
var num_non_undefined = %RemoveArrayHoles(array, length);
if (num_non_undefined == -1) {
// There were indexed accessors in the array.
// Move array holes and undefineds to the end using a Javascript function
// that is safe in the presence of accessors.
num_non_undefined = SafeRemoveArrayHoles(array);
}
中间的注释:Move array holes and undefineds to the end using a Javascript function。排序之前会把数组里面的 undefined
移动到最后。因此第二个排序算法会把 undefined
移动到最后,然后对剩余的数据 [4,2,1,7,4]
进行排序。
而在第一种写法时,数组的每一项都是一个 Object,然后最 Object 调用 x.value - y.value
进行计算,当 undefined
参与运算时比较的结果是 NaN
。当返回 NaN
时 V8 怎么处理的呢?我前面标注过,再贴一次:
var order = comparefn(tmp, element);
if (order > 0) { // <---- 这里
a[j + 1] = tmp;
} else {
break;
}
NaN > 0
为 false
,执行了 else
分支代码。
思考题,以下代码的结果:
[1, 23, 2, 3].sort()
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