Go中的三种排序方法

排序操作是很多程序经常使用的操作。尽管一个简短的快排程序只要二三十行代码就可以搞定，但是一个健壮的实现需要更多的代码，并且我们不希望每次我们需要的时候都重写或者拷贝这些代码。幸运的是，Go内置的sort包中提供了根据一些排序函数来对任何序列进行排序的功能。

排序整数、浮点数和字符串切片

对于[]int, []float, []string这种元素类型是基础类型的切片使用sort包提供的下面几个函数进行排序。

• sort.Ints
• sort.Floats
• sort.Strings

s := []int{4, 2, 3, 1}
sort.Ints(s)
fmt.Println(s) // 输出[1 2 3 4]

使用自定义比较器排序

• 使用sort.Slice函数排序，它使用一个用户提供的函数来对序列进行排序，函数类型为func(i, j int) bool，其中参数i, j是序列中的索引。
• sort.SliceStable在排序切片时会保留相等元素的原始顺序。
• 上面两个函数让我们可以排序结构体切片(order by struct field value)。

family := []struct {
    Name string
    Age  int
}{
    {"Alice", 23},
    {"David", 2},
    {"Eve", 2},
    {"Bob", 25},
}

// 用 age 排序，年龄相等的元素保持原始顺序
sort.SliceStable(family, func(i, j int) bool {
    return family[i].Age < family[j].Age
})
fmt.Println(family) // [{David 2} {Eve 2} {Alice 23} {Bob 25}]

排序任意数据结构

• 使用sort.Sort或者sort.Stable函数。
• 他们可以排序实现了sort.Interface接口的任意类型

一个内置的排序算法需要知道三个东西：序列的长度，表示两个元素比较的结果，一种交换两个元素的方式；这就是sort.Interface的三个方法：

type Interface interface {
    Len() int
    Less(i, j int) bool // i, j 是元素的索引
    Swap(i, j int)
}

还是以上面的结构体切片为例子，我们为切片类型自定义一个类型名，然后在自定义的类型上实现 srot.Interface 接口

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

// ByAge 通过对age排序实现了sort.Interface接口
type ByAge []Person

func (a ByAge) Len() int           { return len(a) }
func (a ByAge) Less(i, j int) bool { return a[i].Age < a[j].Age }
func (a ByAge) Swap(i, j int)      { a[i], a[j] = a[j], a[i] }

func main() {
    family := []Person{
        {"David", 2},
        {"Alice", 23},
        {"Eve", 2},
        {"Bob", 25},
    }
    sort.Sort(ByAge(family))
    fmt.Println(family) // [{David, 2} {Eve 2} {Alice 23} {Bob 25}]
}

实现了sort.Interface的具体类型不一定是切片类型；下面的customSort是一个结构体类型。

type customSort struct {
    p    []*Person
    less func(x, y *Person) bool
}

func (x customSort) Len() int {len(x.p)}
func (x customSort) Less(i, j int) bool { return x.less(x.p[i], x.p[j]) }
func (x customSort) Swap(i, j int)      { x.p[i], x.p[j] = x.p[j], x.p[i] }

让我们定义一个根据多字段排序的函数，它主要的排序键是Age，Age 相同了再按 Name 进行倒序排序。下面是该排序的调用，其中这个排序使用了匿名排序函数：

sort.Sort(customSort{persons, func(x, y *Person) bool {
    if x.Age != y.Age {
        return x.Age < y.Age
    }
    if x.Name != y.Name {
        return x.Name > y.Name
    }
    return false
}})

排序具体的算法和复杂度

Go 的sort包中所有的排序算法在最坏的情况下会做 n log n次 比较，n 是被排序序列的长度，所以排序的时间复杂度是 O(n log n*)。其大多数的函数都是用改良后的快速排序算法实现的。