C#數組排序以及比較對象的大小

先來看個小例子吧

int[] intArray = new int[]{2,3,6,1,4,5};
Array.Sort(intArray);
Array.ForEach<int>(intArray,(i)=>Console.WriteLine(i));

這個例子定義了一個int數組，然后使用Array.Sort(arr)靜態方法對此數組進行排序，最后輸出排序后的數組。以上例子將毫無意外的依次輸出1，2，3，4，5，6.

為什么Array的Sort方法可以正確的對int數組進行排序呢，我們自定義類可以嗎？試試看，如下代碼：

public class Student 
{
    public int Age { get; set; }
  
    public string Name { get; set; }
  
    public int Score { get; set; }
}
  
  
  
static void Main(string[] args)
{
    Student[] students = new Student[]{
        new Student(){Age = 10,Name="張三",Score=70},
        new Student(){Age = 12,Name="李四",Score=97},
        new Student(){Age = 11,Name="王五",Score=80},
        new Student(){Age = 9,Name="趙六",Score=66},
        new Student(){Age = 12,Name="司馬",Score=90},
    };
  
    Console.WriteLine("--------------默認排序輸出--------");
    Array.Sort(students);
    Array.ForEach<Student>(students,(s)=>Console.WriteLine(string.Format("{0}{1,2}歲了，他的分數是{2,3}",s.Name,s.Age,s.Score)));
  
    Console.Read();
}

我們定義了Student類然后同樣對他的數組進行排序，程序正確的編譯通過，但是運行出錯，運行時拋出了異常：System.InvalidOperationException{"Failed to compare two elements in the array."}，這個異常的InnerException是ArgumentException{"At least one object must implement IComparable."}；運行時異常說明:我們要使用Array.Sort(arr)靜態方法，必須得保證數組中有一個元素實現IComparable接口。既然如此我們就讓Student類實現IComparable接口.

public class Student :IComparable
{
    public int Age { get; set; }
  
    public string Name { get; set; }
  
    public int Score { get; set; }
  
  
    /// <summary>
    /// 實現IComparable接口，用Age做比較
    /// </summary>
    /// <param name="obj">比較對象</param>
    /// <returns>比較結果</returns>
    public int CompareTo(object obj)
    {
        if (obj is Student)
        {
           return Age.CompareTo(((Student)obj).Age);
        }
  
        return 1;
    }
}

在Student類中實現了IComparable接口，在CompareTo方法中比較Student的Age屬性，這一次再次編譯運行，程序正常的輸出了按照年齡排序的Student數組。

假如說我們要對Student的Score屬性進行排序該怎么辦呢? Student類實現的IComparable接口只能按照一種屬性排序呀。

這個是很容易實現的.net的類庫開發者早為我們准備了另一個接口IComparer<T>接口用來實現比較類型T的兩個實例。如下StudentScoreComparer類實現了對Student按照Score屬性比較的IComparer<Student>

public class StudentScoreComparer : IComparer<Student>
{
    public int Compare(Student x, Student y)
    {
        return x.Score.CompareTo(y.Score);
    }
}

現在我們可以使用下面代碼對Student數組按照Score屬性進行排序：

Array.Sort(students, new StudentScoreComparer());
Array.ForEach<Student>(students, (s) => Console.WriteLine(string.Format("{0}{1,2}歲了，他的分數是{2,3}", s.Name, s.Age, s.Score)));

不過一個簡單的按照Score屬性排序，再定義一個類是不是有點大題小作呀，有沒有更好的辦法呢？當然有. .net為我們准備了比較對象大小的委托Comparison<T>我們可以使用拉姆達表達式或者匿名委托直接排序，如下代碼實現：

Array.Sort(students, (s1, s2) => s1.Score.CompareTo(s2.Score));
Array.ForEach<Student>(students, (s) => Console.WriteLine(string.Format("{0}{1,2}歲了，他的分數是{2,3}", s.Name, s.Age, s.Score)));

完整代碼示例如下：

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
  
namespace SortingInCSharp
{
    class Program
    {
        public class Student : IComparable
        {
            public int Age { get; set; }
  
            public string Name { get; set; }
  
            public int Score { get; set; }
  
            /// <summary>
            /// 實現IComparable接口，用Age做比較
            /// </summary>
            /// <param name="obj">比較對象</param>
            /// <returns>比較結果</returns>
            public int CompareTo(object obj)
            {
                if (obj is Student)
                {
                    return Age.CompareTo(((Student)obj).Age);
                }
  
                return 1;
            }
        }
  
        static void Main(string[] args)
        {
            Student[] students = new Student[]{
                new Student(){Age = 10,Name="張三",Score=70},
                new Student(){Age = 12,Name="李四",Score=97},
                new Student(){Age = 11,Name="王五",Score=80},
                new Student(){Age = 9,Name="趙六",Score=66},
                new Student(){Age = 12,Name="司馬",Score=90},
            };
  
            Console.WriteLine("--------------默認排序輸出--------");
            Array.Sort(students);
            Array.ForEach<Student>(students, (s) => Console.WriteLine(string.Format("{0}{1,2}歲了，他的分數是{2,3}", s.Name, s.Age, s.Score)));
  
            Console.WriteLine("----------按分數排序輸出------------");
            Array.Sort(students, new StudentScoreComparer());
            Array.ForEach<Student>(students, (s) => Console.WriteLine(string.Format("{0}{1,2}歲了，他的分數是{2,3}", s.Name, s.Age, s.Score)));
  
            Console.WriteLine("----------按分數排序輸出----------");
            Array.Sort(students, (s1, s2) => s1.Score.CompareTo(s2.Score));
            Array.ForEach<Student>(students, (s) => Console.WriteLine(string.Format("{0}{1,2}歲了，他的分數是{2,3}", s.Name, s.Age, s.Score)));
  
  
            Console.Read();
        }
  
        public class StudentScoreComparer : IComparer<Student>
        {
            public int Compare(Student x, Student y)
            {
                return x.Score.CompareTo(y.Score);
            }
        }
    }
}

總結：

在C#中有三個關於比較對象大小的接口，分別是IComparable、IComparable<T>和IComparer<T>。 IComparable和IComparable<T>是類本身實現的在實例之間比較大小的行為定義。IComparer<T>是定義在被比較類之外的專門比較兩個T類型對象大小的行為，另外還有一個用於比較的委托定義Comparison<T>可以讓我們用拉姆達表達式或者匿名委托或方法更方便的排序。