C#中的ThenBy是如何實現的

C#中給繼承自IEnumerable的對象（最熟知的就是List了）提供了很豐富的擴展方法，涉及列表操作的方方面面。而擴展方法ThenBy就是很有意思的一個，它的實現也很巧妙。

如果有這樣的一個Team類，里面有三個屬性。

Team.cs

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public class Team { public Team (string name, int timeCost, int score) { this.Name = name; this.TimeCost = timeCost; this.Score = score; } public string Name { get; private set; } public int TimeCost { get; private set; } public int Score { get; private set; } }

然后我們有一個Team的List。

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List<Team> teams = new List<Team> (); teams.Add (new Team ("teamA", 10, 22)); teams.Add (new Team ("teamB", 12, 20)); teams.Add (new Team ("teamC", 8, 18));

那么如何求出teams中得分最高的那個隊伍那？這個很簡單，只需要一句話即可。

1 2	var result = teams.OrderByDescending (team => team.Score).First (); Console.WriteLine (result.Name); // teamA

由於List實現了IEnumerable接口，而System.Linq中的Enumerable類中有針對IEnumerable接口的名為OrderByDescending的擴展方法，所以我們直接調用這個擴展方法可以對List按照指定的key進行降序排列，再調用First這個擴展方法來獲取列表中的第一個元素。

如果我的List變成這個樣子。

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List<Team> teams = new List<Team> (); teams.Add (new Team ("teamA", 10, 18)); teams.Add (new Team ("teamB", 12, 16)); teams.Add (new Team ("teamC", 8, 18));

由於有可能兩組以上的隊伍都可能拿到最高分，那么在這些最高分的隊伍中，我們選取用時最少的作為最終優勝者。有人說那可以這樣寫。

1	var result = teams.OrderByDescending (team => team.Score).OrderBy(team => team.TimeCost).First ();

先對列表按Score降序排列，再對列表按TimeCost升序排列，然后取結果中的第一個元素。看來貌似是正確的，但其實是錯誤的。因為第一次調用OrderByDescending方法后返回了一個排序后的數組，再調用OrderBy是另外一次排序了，它會丟棄上一次排序，這與我們定的先看積分，如果積分相同再看耗時的規則違背。

那么應該如何實現那？C#給我們提供了一個叫做ThenBy的方法，可以滿足我們的要求。

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var result = teams.OrderByDescending (team => team.Score).ThenBy(team => team.TimeCost).First (); Console.WriteLine (result.Name); // teamC

新的問題又來了。第一次調用OrderByDescending方法時返回的是一個新對象，再對這個新對象調用ThenBy時，它只有記錄了上一次排序規則，才能達到我們想要的效果。那么C#是如何記錄上次排序使用的key那？

這就先要看OrderByDescending方法是如何實現了的。查看源碼發現OrderByDescending有兩個重載，實現如下。

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public static IOrderedEnumerable<TSource> OrderByDescending<TSource, TKey> (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector) { return source.OrderByDescending (keySelector, null); } public static IOrderedEnumerable<TSource> OrderByDescending<TSource, TKey> (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector, IComparer<TKey> comparer) { Check.SourceAndKeySelector (source, keySelector); return new OrderedSequence<TSource, TKey> (source, keySelector, comparer, SortDirection.Descending); }

在第二個重載中我們看到OrderByDescending方法返回時的是一個繼承了IOrderedEnumerable接口的對象OrderedSequence。這個對象記錄了我們的排序規則。

而我們再查看下ThenBy方法的定義。

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public static IOrderedEnumerable<TSource> ThenBy<TSource, TKey> (this IOrderedEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector, IComparer<TKey> comparer) { Check.SourceAndKeySelector (source, keySelector); return source.CreateOrderedEnumerable<TKey> (keySelector, comparer, false); } public static IOrderedEnumerable<TSource> ThenBy<TSource, TKey> (this IOrderedEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector) { return source.ThenBy (keySelector, null); }

我們可以看到ThenBy這個擴展方法追加到的對象類型要實現IOrderedEnumerable接口，而OrderBy方法恰好返回的就是這個類型接口對象。那我們再看看IOrderedEnumerable接口的定義。

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using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; namespace System.Linq { public interface IOrderedEnumerable<TElement> : IEnumerable<TElement>, IEnumerable { // // Methods // IOrderedEnumerable<TElement> CreateOrderedEnumerable<TKey> (Func<TElement, TKey> keySelector, IComparer<TKey> comparer, bool descending); } }

其繼承自IEnumerable接口，並且要實現一個名為CreateOrderedEnumerable的方法，正是ThenBy方法實現中調用的這個方法。

所以玄機在OrderedSequence這個類上。實現了IEnumerable接口對象調用OrderBy后會返回OrderedSequence這個對象。而該對象記錄了當前排序的規則，其實現了IOrderedEnumerable接口。而ThenBy擴展方法被加到了IOrderedEnumerable接口對象上，其返回值也是一個具有IOrderedEnumerable接口的對象。

照這么說，調用了一次OrderBy后，然后調用多次ThenBy也是可以工作的。我也從官方MSDN中找到了答案：

ThenBy and ThenByDescending are defined to extend the type IOrderedEnumerable , which is also the return type of these methods. This design enables you to specify multiple sort criteria by applying any number of ThenBy or ThenByDescending methods.

翻譯為: ThenBy及ThenByDescending是IOrderedEnumerable類型的擴展方法。ThenBy和ThenByDescending方法的返回值也是IOrderedEnumerable類型。這樣設計是為了能夠調用任意數量的ThenBy和ThenByDescending方法實現多重排序。

至此，ThenBy的神秘面紗就解開了，但是我不知道如何查看OrderedSequence類的源碼，如果能看到這個類的源碼就太完美了。知道的同學請告知方法。

注: 上述類的源碼來自於Mono的實現。