深入理解golang的基本類型排序與slice排序

2020-04-01 19:08:16

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前言

其實golang的排序思路和C和C++有些差別。 C默認是對數組進行排序， C++是對一個序列進行排序， Go則更寬泛一些，待排序的可以是任何對象，雖然很多情況下是一個slice(分片，類似于數組)，或是包含 slice 的一個對象。

排序(接口)的三個要素：

1、待排序元素個數 n ；

2、第 i 和第 j 個元素的比較函數 cmp ；

3、第 i 和第 j 個元素的交換 swap ；

乍一看條件 3 是多余的， c 和 c++ 都不提供 swap 。 c 的 qsort 的用法： qsort(data, n, sizeof(int), cmp_int); data 是起始地址， n 是元素個數， sizeof(int) 是每個元素的大小， cmp_int 是一個比較兩個 int 的函數。

c++ 的 sort 的用法： sort(data, data+n, cmp_int); data 是第一個元素的位置， data+n 是最后一個元素的下一個位置， cmp_int 是比較函數。

基本類型排序(int、float64 和 string)

1、升序排序

對于 int 、 float64 和 string 數組或是分片的排序， go 分別提供了 sort.Ints() 、 sort.Float64s() 和 sort.Strings() 函數，默認都是從小到大排序。

package mainimport ( "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)}

2、降序排序

int 、 float64 和 string 都有默認的升序排序函數，現在問題是如果降序如何？有其他語言編程經驗的人都知道，只需要交換 cmp 的比較法則就可以了， go 的實現是類似的，然而又有所不同。 go 中對某個 Type 的對象 obj 排序，可以使用 sort.Sort(obj) 即可，就是需要對 Type 類型綁定三個方法： Len() 求長度、Less(i,j) 比較第 i 和第 j 個元素大小的函數、 Swap(i,j) 交換第 i 和第 j 個元素的函數。sort 包下的三個類型 IntSlice 、 Float64Slice 、 StringSlice 分別實現了這三個方法，對應排序的是 [] int 、 [] float64 和 [] string 。如果期望逆序排序，只需要將對應的 Less 函數簡單修改一下即可。

go 的 sort 包可以使用 sort.Reverse(slice) 來調換 slice.Interface.Less ，也就是比較函數，所以， int 、 float64 和 string 的逆序排序函數可以這么寫：

package mainimport ( "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)}

3、深入理解排序

sort 包中有一個 sort.Interface 接口，該接口有三個方法 Len() 、 Less(i,j) 和 Swap(i,j) 。通用排序函數 sort.Sort 可以排序任何實現了 sort.Inferface 接口的對象(變量)。對于 [] int 、[] float64 和 [] string 除了使用特殊指定的函數外，還可以使用改裝過的類型 IntSclice 、 Float64Slice 和 StringSlice ，然后直接調用它們對應的 Sort() 方法；因為這三種類型也實現了 sort.Interface 接口，所以可以通過 sort.Reverse 來轉換這三種類型的 Interface.Less 方法來實現逆向排序，這就是前面最后一個排序的使用。

下面使用了一個自定義(用戶定義)的 Reverse 結構體，而不是 sort.Reverse 函數，來實現逆向排序。

package mainimport ( "fmt" "sort")// 自定義的 Reverse 類型type Reverse struct { sort.Interface // 這樣，Reverse可以接納任何實現了sort.Interface的對象}// Reverse 只是將其中的 Inferface.Less 的順序對調了一下func (r Reverse) Less(i, j int) bool { return r.Interface.Less(j, i)}func main() { ints := []int{5, 2, 6, 3, 1, 4} sort.Ints(ints)          // 特殊排序函數，升序 fmt.Println("after sort by Ints:/t", ints) doubles := []float64{2.3, 3.2, 6.7, 10.9, 5.4, 1.8} sort.Float64s(doubles) fmt.Println("after sort by Float64s:/t", doubles) // [1.8 2.3 3.2 5.4 6.7 10.9] strings := []string{"hello", "good", "students", "morning", "people", "world"} sort.Strings(strings) fmt.Println("after sort by Strings:/t", strings) // [good hello mornig people students world] ipos := sort.SearchInts(ints, -1) // int 搜索 fmt.Printf("pos of 5 is %d th/n", ipos) dpos := sort.SearchFloat64s(doubles, 20.1) // float64 搜索 fmt.Printf("pos of 5.0 is %d th/n", dpos) fmt.Printf("doubles is asc ? %v/n", sort.Float64sAreSorted(doubles)) doubles = []float64{3.5, 4.2, 8.9, 100.98, 20.14, 79.32} // sort.Sort(sort.Float64Slice(doubles)) // float64 排序方法 2 // fmt.Println("after sort by Sort:/t", doubles) // [3.5 4.2 8.9 20.14 79.32 100.98] (sort.Float64Slice(doubles)).Sort()   // float64 排序方法 3 fmt.Println("after sort by Sort:/t", doubles)  // [3.5 4.2 8.9 20.14 79.32 100.98] sort.Sort(Reverse{sort.Float64Slice(doubles)}) // float64 逆序排序 fmt.Println("after sort by Reversed Sort:/t", doubles)  // [100.98 79.32 20.14 8.9 4.2 3.5]}

sort.Ints / sort.Float64s / sort.Strings 分別來對整型/浮點型/字符串型slice進行排序。然后是有個測試是否有序的函數。還有分別對應的 search 函數，不過，發現搜索函數只能定位到如果存在的話的位置，不存在的話，位置是不對的。

關于一般的數組排序，程序中顯示了，有 3 種方法！目前提供的三種類型 int，float64 和 string 呈現對稱的，也就是你有的，對應的我也有。關于翻轉排序或是逆向排序，就是用個翻轉結構體，重寫 Less() 函數即可。

上面的 Reverse 是個通用的結構體。

上面說了那么多，只是對基本類型進行排序，該到說說 struct 結構體類型的排序的時候了，實際中這個用得到的會更多。

結構體類型的排序

結構體類型的排序是通過使用 sort.Sort(slice) 實現的，只要 slice 實現了 sort.Interface 的三個方法就可以。雖然這么說，但是排序的方法卻有那么好幾種。首先一種就是模擬排序 [] int 構造對應的 IntSlice 類型，然后對 IntSlice 類型實現 Interface 的三個方法。

1、模擬 IntSlice 排序

package mainimport ( "fmt" "sort")type Person struct { Name string Age int}// 按照 Person.Age 從大到小排序type PersonSlice [] Personfunc (a PersonSlice) Len() int {   // 重寫 Len() 方法 return len(a)}func (a PersonSlice) Swap(i, j int){  // 重寫 Swap() 方法 a[i], a[j] = a[j], a[i]}func (a PersonSlice) Less(i, j int) bool { // 重寫 Less() 方法， 從大到小排序 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)}

這完全是一種模擬的方式，所以如果懂了 IntSlice 自然就理解這里了，反過來，理解了這里那么 IntSlice 那里也就懂了。

這種方法的缺點是：根據 Age 排序需要重新定義 PersonSlice 方法，綁定 Len 、 Less 和 Swap 方法，如果需要根據 Name 排序，又需要重新寫三個函數；如果結構體有 4 個字段，有四種類型的排序，那么就要寫 3 × 4 = 12 個方法，即使有一些完全是多余的， O__O”… 仔細思量一下，根據不同的標準 Age 或是 Name，真正不同的體現在 Less 方法上，所以可以將 Less 抽象出來，每種排序的 Less 讓其變成動態的，比如下面一種方法。

2、封裝成 Wrapper

package mainimport ( "fmt" "sort")type Person struct { Name string Age int}type PersonWrapper struct {     //注意此處 people [] Person by func(p, q * Person) bool}func (pw PersonWrapper) Len() int {   // 重寫 Len() 方法 return len(pw.people)}func (pw PersonWrapper) Swap(i, j int){  // 重寫 Swap() 方法 pw.people[i], pw.people[j] = pw.people[j], pw.people[i]}func (pw PersonWrapper) Less(i, j int) bool { // 重寫 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 遞減排序 }}) fmt.Println(people) sort.Sort(PersonWrapper{people, func (p, q *Person) bool {  return p.Name < q.Name // Name 遞增排序 }}) fmt.Println(people)}

這種方法將 [] Person 和比較的準則 cmp 封裝在了一起，形成了 PersonWrapper 函數，然后在其上綁定 Len 、 Less 和 Swap 方法。實際上 sort.Sort(pw) 排序的是 pw 中的 people，這就是前面說的， go 的排序未必就是針對的一個數組或是 slice，而可以是一個對象中的數組或是 slice 。

3、進一步封裝

感覺方法 2 已經很不錯了，唯一一個缺點是，在 main 中使用的時候暴露了 sort.Sort 的使用，還有就是 PersonWrapper 的構造。為了讓 main 中使用起來更為方便， me 們可以再簡單的封裝一下，構造一個 SortPerson 方法，如下：

package mainimport ( "fmt" "sort")type Person struct { Name string Age int}type PersonWrapper struct { people [] Person by func(p, q * Person) bool}type SortBy func(p, q *Person) boolfunc (pw PersonWrapper) Len() int {   // 重寫 Len() 方法 return len(pw.people)}func (pw PersonWrapper) Swap(i, j int){  // 重寫 Swap() 方法 pw.people[i], pw.people[j] = pw.people[j], pw.people[i]}func (pw PersonWrapper) Less(i, j int) bool { // 重寫 Less() 方法 return pw.by(&pw.people[i], &pw.people[j])}// 封裝成 SortPerson 方法func SortPerson(people [] Person, by SortBy){ 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 遞減排序 }}) fmt.Println(people) SortPerson(people, func (p, q *Person) bool {  return p.Name < q.Name // Name 遞增排序 }) fmt.Println(people)}

在方法 2 的基礎上構造了 SortPerson 函數，使用的時候傳過去一個 [] Person 和一個 cmp 函數。

4、另一種思路

package mainimport ( "fmt" "sort")type Person struct { Name  string Weight  int}type PersonSlice []Personfunc (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 } // 將 PersonSlice 包裝起來到 ByName 中func (s ByName) Less(i, j int) bool  { return s.PersonSlice[i].Name < s.PersonSlice[j].Name } // 將 Less 綁定到 ByName 上type ByWeight struct{ PersonSlice } // 將 PersonSlice 包裝起來到 ByWeight 中func (s ByWeight) Less(i, j int) bool { return s.PersonSlice[i].Weight < s.PersonSlice[j].Weight } // 將 Less 綁定到 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) }}

對結構體的排序，暫時就到這里。第一種排序對只根據一個字段的比較合適，另外三個是針對可能根據多個字段排序的。方法 4 我認為每次都要多構造一個 ByXXX ，頗為不便，這樣多麻煩，不如方法 2 和方法 3 來的方便，直接傳進去一個 cmp。方法2、 3 沒有太大的差別， 3 只是簡單封裝了一下而已，對于使用者來說，可能會更方便一些，而且也會更少的出錯。

總結

以上就是關于golang基本類型排序與slice排序的全部內容，希望這篇文章的內容對啊大家學習或者使用Golang能有所幫助，如果有疑問大家也可以留言交流，小編會盡快給大家回復的。

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