C# 中的List.Sort()--集合排序方法全面解析
在C#中，List.Sort() 不僅為我們提供了預設的排序方法，還為我們提供了4種自定義排序的方法，通過預設排序方法，我們無需重寫任何Sort()方法的實現程式碼，就能對單引數型別的List資料進行單一規則的排序，如果通過對這些方法進行改進我們可以輕鬆做到對多引數、多規則的複雜排序。
下面是C#自定義排序的4種方法：
List<T>.Sort(); List<T>.Sort(IComparer<T> Comparer); List<T>.Sort(int index,int count,IComparer<T> Comparer); List<T>.Sort(Comparison<T> comparison);
實現目標
假設存在一個People類，包含Name、Age屬性，在客戶端中建立List儲存多個例項，希望對List中的內容根據Name和Age引數進行排序，排序規則為，先按姓名升序排序，如果姓名相同再按年齡的升序排序：
class People
{
public People(string name,int age) { Name = name; Age = age; }
public string Name { get; set; } //姓名
public int Age { get; set; } //年齡
}
// 客戶端
class Client
{
static void Main(string[] args)
{
List<People> peopleList = new List<People>();
peopleList.Add(new People("張三",22));
peopleList.Add(new People("張三",24));
peopleList.Add(new People("李四",18));
peopleList.Add(new People("王五",16));
peopleList.Add(new People("王五",30));
}
}方法一、對People類繼承IComparable介面，實現CompareTo()方法
該方法為系統預設的方法，單一引數時會預設進行升序排序。但遇到多引數（Name、Age）排序時，我們需要對該預設方法進行修改。
方法一：People類繼承IComparable介面，實現CompareTo()方法
IComparable<T>：定義由值型別或類實現的通用比較方法，旨在建立特定於型別的比較方法以對例項進行排序。
原理：自行實現的CompareTo()方法會在list.Sort()內部進行元素兩兩比較，最終實現排序
class People : IComparable<People>
{
public People(string name,int age) { Name = name;Age = age; }
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
// list.Sort()時會根據該CompareTo()進行自定義比較
public int CompareTo(People other)
{
if (this.Name != other.Name)
{
return this.Name.CompareTo(other.Name);
}
else if (this.Age != other.Age)
{
return this.Age.CompareTo(other.Age);
}
else return 0;
}
}
// 客戶端
peopleList.Sort();
// OUTPUT:
// 李四 18
// 王五 16
// 王五 30
// 張三 22
// 張三 24方法二：增加People類的外部比較類，繼承IComparer介面、實現Compare()方法
區別於上述繼承IComparable的方法，該方法不可在People內繼承實現IComparer介面，而是需要新建比較方法類進行介面實現
方法二：新建PeopleComparer類、繼承IComparer介面、實現Compare()方法
原理：list.Sort()將PeopleComparer類的例項作為引數，在內部使用Compare()方法進行兩兩比較，最終實現排序（注：上述方法為CompareTo()，此處為Compare()方法）
// 自定義比較方法類
class PeopleComparer : IComparer<People>
{
// 區別於CompareTo()單引數，此處為雙引數
public int Compare(People x,People y)
{
if (x.Name != y.Name)
{
return x.Name.CompareTo(y.Name);
}
else if (x.Age != y.Age)
{
return x.Age.CompareTo(y.Age);
}
else return 0;
}
}
// 客戶端
// 傳入引數為自定義比較類的例項
peopleList.Sort(new PeopleComparer());
// OUTPUT:
// 李四 18
// 王五 16
// 王五 30
// 張三 22
// 張三 24
同理，List<T>.Sort(int index,IComparer<T> Comparer) 方法的引數：待排元素起始索引、待排元素個數、排序方法
方法三、採用泛型委託 Comparison<T>，繫結自定義的比較方法
區別於上述繼承介面的方法，此方法的引數為 泛型委託 Comparison<T>
委託原型：public delegate int Comparison<in T>(T x,T y);
方法三：依照委託的使用方法，首先建立委託例項MyComparison，並繫結到自定義的比較方法PeopleComparison()上，最終呼叫list.Sort()時 將委託例項傳入
原理：list.Sort()根據傳入的委託方法，進行兩兩元素比較最終實現排序
// 客戶端
class Client
{
// 方法0 自定義比較方法
public static int PeopleComparison(People p1,People p2)
{
if (p1.Name != p2.Name)
{
return p1.Name.CompareTo(p2.Name);
}
else if (p1.Age != p2.Age)
{
return p1.Age.CompareTo(p2.Age);
}
else return 0;
}
static void Main(string[] args)
{
/ 建立list ... /
// 方法0 建立委託例項並繫結
Comparison<People> MyComparison = PeopleComparison;
// 傳入該例項實現比較方法
peopleList.Sort(MyComparison);
// OUTPUT:
// 李四 18
// 王五 16
// 王五 30
// 張三 22
// 張三 24
}
}
此外，既然Comparison<T>是泛型委託，則完全可以用 Lambda表示式 進行描述：
// Lambda表示式實現Comparison委託
peopleList.Sort((p1,p2) =>
{
if (p1.Name != p2.Name)
{
return p2.Name.CompareTo(p1.Name);
}
else if (p1.Age != p2.Age)
{
return p2.Age.CompareTo(p1.Age);
}
else return 0;
});
// OUTPUT:
// 張三 24
// 張三 22
// 王五 30
// 王五 16
// 李四 18
總結
雖然本文僅使用了List<T>一種容器對Sort()方法進行闡述，但是不同容器的使用Sort()的方法大相徑庭，因為核心的原理都是應用兩種介面及泛型委託：
兩種介面：IComparable<T> 、 IComparer<T>
泛型委託：Comparison<T>
參考
IComparable介面 - Microsoft
Comparison委託 - Microsoft
IComparer介面 - Microsoft
附：一個完整的測試Demo
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace ListSort
{
class Program
{
static void DisplayInfo<T>(List<T> list) {
//輸出List元素內容
foreach(var item in list) {
System.Console.Write("{0} ",item.ToString());
}
System.Console.WriteLine("");
}
// 方法3 自定義委託泛型比較方法
public static int PeopleComparison(People p1,People p2)
{
if (p1.Name != p2.Name)
{
return p1.Name.CompareTo(p2.Name);
}
else if (p1.Age != p2.Age)
{
return p1.Age.CompareTo(p2.Age);
}
else return 0;
}
static void Main(string[] args)
{
List<People> peopleList = new List<People>();
peopleList.Add(new People("張三",22));
peopleList.Add(new People("張三",24));
peopleList.Add(new People("李四",18));
peopleList.Add(new People("王五",16));
peopleList.Add(new People("王五",30));
System.Console.WriteLine("排序前原始資料：");
DisplayInfo(peopleList);
System.Console.WriteLine("------------------------------------");
System.Console.WriteLine("方法1排序後資料：");
peopleList.Sort();
DisplayInfo(peopleList);
System.Console.WriteLine("方法2排序後資料：");
DisplayInfo(peopleList);
// 方法1 使用IComparer<T>介面。
peopleList.Sort(new PeopleComparer());
// 方法2 除以上兩種方法以外還可以使用另一種方法，在People類中實現IComparable<T>
peopleList.Sort();
System.Console.WriteLine("方法3排序後資料：");
DisplayInfo(peopleList);
// 方法3 建立泛型委託例項並繫結
Comparison<People> MyComparison = PeopleComparison;
// 傳入該例項實現比較方法
peopleList.Sort(MyComparison);
System.Console.WriteLine("方法3排序後資料：");
DisplayInfo(peopleList);
// 方法3 使用Comparison<T>委託，Lambda寫法
peopleList.Sort((left,right) =>
{
//先按姓名排序，如果姓名相同再按年齡排序
int x = left.Name.CompareTo(right.Name);
if(x==0) {
if (left.Age > right.Age)
x = 1;
else if (left.Age == right.Age)
x = 0;
else
x = -1;
}
return x;
});
}
}
//方法一
public class People : IComparable<People>
{
public int Age { get;set;}
public string Name { get;set;}
public People(string name,int age) {
this.Name = name;
this.Age = age;
}
public override string ToString() {
string result = "";
result = "["+this.Name+","+ this.Age.ToString()+"]";
return result;
}
public int CompareTo(People other)
{
int x = this.Name.CompareTo(other.Name);
if(x==0) {
if (this.Age > other.Age)
x = 1;
else if (this.Age == other.Age)
x = 0;
else
x = -1;
}
return x;
}
}
//方法二
public class PeopleComparer : IComparer<People>
{
public int Compare(People left,People right)
{
int x = left.Name.CompareTo(right.Name);
if(x==0) {
if (left.Age > right.Age)
x = 1;
else if (left.Age == right.Age)
x = 0;
else
x = -1;
}
return x;
}
}
}
補充：C# IComparable和IComparer介面和自定義比較器
前言
ArrayList裡面有一個方法：
public virtual void Sort(IComparer comparer);
使用指定的比較器對整個 System.Collections.ArrayList 中的元素進行排序。
comparer:比較元素時要使用的 System.Collections.IComparer 實現。
啥玩意啊？
正文
1.Comparer類簡單介紹
想弄清楚這個，我們先來看看這麼一個類。
在System.Collections名稱空間中，有這麼一個類：Comparer。顧名思義，他可以實現對簡單型別的比較，什麼意思呢？來看如下程式碼：
int a=1,b=2;
正常情況下，我們要怎樣比較他們的大小？if，運算子，……？這當然可以，不過Comparer已經給我們提供了一個函式，可以直接使用：（需要using System.Collections;）
Console.WriteLine(Comparer.Default.Compare(a,b));
因為a<b，所以控制檯會輸出-1。（這個函式總是返回-1，0，1三個值。）
這裡通過Comparer裡的靜態屬性Default獲得Comparer的例項呼叫了Comparer裡的非靜態函式Compare。
（還可以比較根據字母比較兩個string型別，這裡就省略介紹了）
2.自定義比較器，IComparable，IComparer介面
當然，這個類不僅僅只是用來比較兩個數的大小的。有時候我們想直接比較兩個物件，但是引用裡面的屬性或許比較麻煩。尤其是參考要素過多，不好直接比較的時候，怎樣才能更高效地比較兩個物件呢？這時候，我們就需要自定義比較器了。
首先來介紹IComparable介面。這個接口裡只有一個方法CompareTo()。讓你的類實現這個介面的CompareTo方法，就可以直接呼叫這個方法和另一個物件比較。下面是例子：
public class ClassTest : IComparable
{
public int intTest;
public int CompareTo(object obj)
{
return intTest-((ClassTest)obj).intTest;
//這裡的程式碼可以按需要自己編寫，這裡只是一個簡單的示例
}
}
然後就可以直接使用啦：
ClassTest a = new ClassTest(){intTest=1};
ClassTest b = new ClassTest(){intTest=2};
Console.WriteLine(a.CompareTo(b));//輸出-1
Comparer類已經為我們提供了IComparer的預設實現，但我們仍然可以自定義它。新建一個類：（記得using System.Collections;）
public class ClassTestComparer : IComparer
{
public static IComparer Default = new ClassTestComparer();
//這裡必須使用這樣的定義，將物件轉化為IComparer型別有很大用處，下面會介紹
public int Compare(object a,object b)
{
return ((ClassTest)a).intTest - ((ClassTest)b).intTest;
//同樣這裡使用最簡單的示例，但是你可以大放異彩
}
}
注意，如果用於比較的類和設定的類不一樣，就會出現錯誤。
使用示例：
ClassTest a = new ClassTest(){intTest=1};
ClassTest b = new ClassTest(){intTest=2};
Console.WriteLine(ClassTestComparer.Default.Compare(a,b));
//結果是-1
可以發現，這兩個介面的不同之處在於：IComparable在要比較的物件的類中實現，可以比較該物件和另一個物件。IComparer在一個單獨的類中實現，可以比較任意兩個物件（關鍵是你的設定）。
3.對集合排序
當然，這兩個介面還有更強大的用處。我們可以使用這兩個介面對集合進行排序。還記得前言裡的Sort()方法嗎？接下來就以ArrayList為例，介紹如何使用。
ArrayList ClassTests = new ArrayList();
ClassTest a = new ClassTest(){intTest=1};
ClassTest b = new ClassTest(){intTest=2};
ClassTest c = new ClassTest(){intTest=3};
ClassTests.Add(a);
ClassTests.Add(b);
ClassTests.Add(c);
ClassTests.Sort();
//使用無參的Sort，將呼叫類中的CompareTo()方法，因為ClassTest實現了這個方法，所以是可以呼叫的。如果沒有實現，編譯器會報錯。
ClassTests.Sort(ClassTestComparer.Default);
//這將使用Compare()方法對集合中的元素排序。ClassTestComparer類實現了這個方法，並且提供了一個IComparer型別的屬性。
需要注意的是：
兩個介面提供的方法返回值都是int型別的，負數代表小於，0代表等於，正數代表大於。所以對數字之外的自定義比較器，需要人工設定什麼是“大”，什麼是“小”。所以上文示例中兩個數直接相減，就可以比較大小。
排序完之後，按照返回的int值，集合是由小到大排列的。
使用無參Sort()時，集合中至少要有一個類實現了IComparable，否則會報錯。
一般來說，都是對同一個類進行比較。不過，也可以實現對不同類比較的程式碼，這就看具體需要了。
以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支援我們。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。