在任何编程语言中,关乎到数据的排序都会有对应的策略,我们来看下 Golang 是怎样对数据进行排序,以及我们如何优化处理使用
go 排序go 可以针对任何对象排序,虽然很多情况下是一个 slice 切片,或者是包含 slice 的一个对象。
go 排序(接口)有三个要素:
- 待排序元素个数 n ;
- 第 i 和第 j 个元素的比较函数 cmp ;
- 第 i 和 第 j 个元素的交换 swap ;
升序排序
对于 int、float64、string 数组或切片的排序,Golang 分别提供了 sort.Ints()、sort.Float64s()、sort.Strings()函数,默认都是从小到大排序。
package main import ( "fmt" "sort" ) func main() { intList := []int{2, 4, 3, 5, 7, 6, 9, 8, 1, 0} float8List := []float64{4.2, 5.9, 12.3, 10.0, 50.4, 99.9, 31.4, 27.81828, 3.14} stringList := []string{"a", "c", "b", "d", "f", "i", "z", "x", "w", "y"} sort.Ints(intList) sort.Float64s(float8List) sort.Strings(stringList) fmt.Printf("%v\n%v\n%v\n", intList, float8List, stringList) }
输出
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] [3.14 4.2 5.9 10 12.3 27.81828 31.4 50.4 99.9] [a b c d f i w x y z]
降序排序
对于 int、float64、string 都有默认的升序排序函数,现在问题是怎样才能降序呢?
在 go 中的 sort 包有一个 sort.Interface 接口,该接口有三个方法 Len()、Less()、Swap(i, j)。通用排序函数 sort.Sort 可以排序任何实现了 sort.Interface 接口的对象(变量)。对于 []int、[]float64、[]string 除了使用特殊指定的函数外,还可以使用改装过的类型 IntSclice、Float64Slice 和 StringSlice,然后直接调用它们对应的 Sort() 方法,因为这三种类型也实现了 sortInterface接口,所以可以通过 sort.Reverse 来转换这三种类型的 Interface.Less 方法来实现逆向排序。
package main import ( "fmt" "sort" ) func main() { intList := []int{2, 4, 3, 5, 7, 6, 9, 8, 1, 0} float8List := []float64{4.2, 5.9, 12.3, 10.0, 50.4, 99.9, 31.4, 27.81828, 3.14} stringList := []string{"a", "c", "b", "d", "f", "i", "z", "x", "w", "y"} sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(intList))) sort.Sort(sort.Reverse(sort.Float64Slice(float8List))) sort.Sort(sort.Reverse(sort.StringSlice(stringList))) fmt.Printf("%v\n%v\n%v\n", intList, float8List, stringList) }
输出
[9 8 7 6 5 4 3 2 1 0] [99.9 50.4 31.4 27.81828 12.3 10 5.9 4.2 3.14] [z y x w i f d c b a]
下面使用一个自定义的 Reverse 结构体,而不是 sort.Reverse 函数,来实现逆向排序。
package main import ( "fmt" "sort" ) // 自定义的 Reverse 类型 type Reverse struct { sort.Interface // 这样, Reverse 可以接纳任何实现了 sort.Interface (包括 Len, Less, Swap 三个方法) 的对象 } // Reverse 只是将其中的 Inferface.Less 的顺序对调了一下 func (r Reverse) Less(i, j int) bool { return r.Interface.Less(j, i) } func main() { doubles := []float64{3.5, 4.2, 8.9, 100.98, 20.14, 79.32} fmt.Printf("doubles is asc ? %v\n", sort.Float64sAreSorted(doubles)) //sort.Float64s(doubles) // float64 正序排序 方法1 //sort.Sort(sort.Float64Slice(doubles)) // float64 正序排序 方法2 (sort.Float64Slice(doubles)).Sort() // float64 排序方法 方法3 fmt.Println("after sort by Sort:\t", doubles) sort.Sort(Reverse{sort.Float64Slice(doubles)}) // float64 逆序排序 fmt.Println("after sort by Reversed Sort:\t", doubles) }
输出
doubles is asc ? false after sort by Sort: [3.5 4.2 8.9 20.14 79.32 100.98] after sort by Reversed Sort: [100.98 79.32 20.14 8.9 4.2 3.5]
以上只是说明了基础类型怎样进行排序。
结构体类型排序在实际应用中,结构体排序我们会用得更多。结构体类型排序是通过使用 sort.Sort(slice) 实现的,只要 slice 实现了 sort.Interface 的三个方法就可以完成排序。但针对不同排序的要求,排序的方式有好几种。
第一种
第一种模拟排序 []int 构造对应的 IntSlice 类型,然后对 IntSlice 类型实现 Interface 的三个方法。
package main import ( "fmt" "sort" ) type Person struct { Name string // 姓名 Age int // 年纪 } // 按照 Person.Age 从大到小排序 type PersonSlice []Person func (a PersonSlice) Len() int { // 重写 Len() 方法 return len(a) } func (a PersonSlice) Swap(i, j int) { // 重写 Swap() 方法 a[i], a[j] = a[j], a[i] } func (a PersonSlice) Less(i, j int) bool { // 重写 Less() 方法, 从大到小排序 return a[j].Age < a[i].Age } func main() { people := []Person{ {"zhang san", 12}, {"li si", 30}, {"wang wu", 52}, {"zhao liu", 26}, } fmt.Println(people) sort.Sort(PersonSlice(people)) // 按照 Age 的逆序排序 fmt.Println(people) sort.Sort(sort.Reverse(PersonSlice(people))) // 按照 Age 的升序排序 fmt.Println(people) }
输出
[{zhang san 12} {li si 30} {wang wu 52} {zhao liu 26}] [{wang wu 52} {li si 30} {zhao liu 26} {zhang san 12}] [{zhang san 12} {zhao liu 26} {li si 30} {wang wu 52}]
第二种
第一种排序的缺点是:根据 Age 排序需要重新定义 PersonSlice 方法,绑定 Len、Less 和 Swap 方法,如果需要根据 Name 排序,又需要重新写三个函数。如果结构体有 4 个字段,就会有 4 种排序,那么就要写 3 * 4 = 12 个方法,,即使有一些完全是多余的(O__O"…),仔细想一下,根据不同的标准 Age 或是 Name,真正的不同体现在 Less 方法上,所以我们可以将 Less 抽象出来,每种排序的 Less 让其变成动态的。
package main import ( "fmt" "sort" ) type Person struct { Name string // 姓名 Age int // 年纪 } type PersonWrapper struct { people []Person by func(p, q *Person) bool } func (pw PersonWrapper) Len() int { // 重写 Len() 方法 return len(pw.people) } func (pw PersonWrapper) Swap(i, j int) { // 重写 Swap() 方法 pw.people[i], pw.people[j] = pw.people[j], pw.people[i] } func (pw PersonWrapper) Less(i, j int) bool { // 重写 Less() 方法 return pw.by(&pw.people[i], &pw.people[j]) } func main() { people := []Person{ {"zhang san", 12}, {"li si", 30}, {"wang wu", 52}, {"zhao liu", 26}, } fmt.Println(people) sort.Sort(PersonWrapper{people, func(p, q *Person) bool { return q.Age < p.Age // Age 递减排序 }}) fmt.Println(people) sort.Sort(PersonWrapper{people, func(p, q *Person) bool { return p.Name < q.Name // Name 递增排序 }}) fmt.Println(people) }
输出
[{zhang san 12} {li si 30} {wang wu 52} {zhao liu 26}] [{wang wu 52} {li si 30} {zhao liu 26} {zhang san 12}] [{li si 30} {wang wu 52} {zhang san 12} {zhao liu 26}]
将 []Person 和比较的准则 cmp 封装到一起,形成了 PersonWrapper 结构体,然后在其上绑定 Len、Less 和 Swap 方法。实际上 sort.Sort(pw) 排序的是 pw 中的 people,也就是 go 排序的对象可以是数组或者切片。
第三种
第二种排序方法已经很不错啦,唯一一个缺点是,在 main 中使用的时候暴露了 sort.Sort 的使用,还有就是 PersonWrapper 的构造。为了让 main 中使用起来更为方便,我们可以再简单的封装一下,构造一个 SortPerson 方法。
package main import ( "fmt" "sort" ) type Person struct { Name string // 姓名 Age int // 年纪 } type PersonWrapper struct { people []Person by func(p, q *Person) bool } type SortBy func(p, q *Person) bool func (pw PersonWrapper) Len() int { // 重写 Len() 方法 return len(pw.people) } func (pw PersonWrapper) Swap(i, j int) { // 重写 Swap() 方法 pw.people[i], pw.people[j] = pw.people[j], pw.people[i] } func (pw PersonWrapper) Less(i, j int) bool { // 重写 Less() 方法 return pw.by(&pw.people[i], &pw.people[j]) } func SortPerson(people []Person, by SortBy) { // SortPerson 方法 sort.Sort(PersonWrapper{people, by}) } func main() { people := []Person{ {"zhang san", 12}, {"li si", 30}, {"wang wu", 52}, {"zhao liu", 26}, } fmt.Println(people) sort.Sort(PersonWrapper{people, func(p, q *Person) bool { return q.Age < p.Age // Age 递减排序 }}) fmt.Println(people) SortPerson(people, func(p, q *Person) bool { return p.Name < q.Name // Name 递增排序 }) fmt.Println(people) }
输出
[{zhang san 12} {li si 30} {wang wu 52} {zhao liu 26}] [{wang wu 52} {li si 30} {zhao liu 26} {zhang san 12}] [{li si 30} {wang wu 52} {zhang san 12} {zhao liu 26}]
在方法二的基础上构建了 SortPerson 函数,使用的时候只需要传入一个 []Person 和一个 cmp 函数。
第四种
其实是另外一种实现思路,可以说是方法一、方法二的变体。
package main import ( "fmt" "sort" ) type Person struct { Name string Weight int } type PersonSlice []Person func (s PersonSlice) Len() int { return len(s) } func (s PersonSlice) Swap(i, j int) { s[i], s[j] = s[j], s[i] } type ByName struct{ PersonSlice } // 将 PersonSlice 包装起来到 ByName 中 func (s ByName) Less(i, j int) bool { return s.PersonSlice[i].Name < s.PersonSlice[j].Name } // 将 Less 绑定到 ByName 上 type ByWeight struct{ PersonSlice } // 将 PersonSlice 包装起来到 ByWeight 中 func (s ByWeight) Less(i, j int) bool { return s.PersonSlice[i].Weight < s.PersonSlice[j].Weight } // 将 Less 绑定到 ByWeight 上 func main() { s := []Person{ {"apple", 12}, {"pear", 20}, {"banana", 50}, {"orange", 87}, {"hello", 34}, {"world", 43}, } sort.Sort(ByWeight{s}) fmt.Println("People by weight:") printPeople(s) sort.Sort(ByName{s}) fmt.Println("\nPeople by name:") printPeople(s) } func printPeople(s []Person) { for _, o := range s { fmt.Printf("%-8s (%v)\n", o.Name, o.Weight) } }
输出
People by weight: apple (12) pear (20) hello (34) world (43) banana (50) orange (87) People by name: apple (12) banana (50) hello (34) orange (87) pear (20) world (43)
对结构体的排序,暂时就到这里。第一种排序适用于只根据一个字段排序比较合适,另外三种排序方法可根据多个字段排序。第四种方法每次都要多构造一个 ByXXX,很不方便,不如方法二和方法三,方法三只是简单封装了下方法二,对使用者来说,会更加方便一些,而且也会更少的出错。