C# 中的List.Sort()--集合排序方法全面解析

在c#中，list.sort() 不仅为我们提供了默认的排序方法，还为我们提供了4种自定义排序的方法，通过默认排序方法，我们无需重写任何sort()方法的实现代码，就能对单参数类型的list数据进行单一规则的排序，如果通过对这些方法进行改进我们可以轻松做到对多参数、多规则的复杂排序。

下面是c#自定义排序的4种方法：

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);

实现目标

假设存在一个people类，包含name、age属性，在客户端中创建list保存多个实例，希望对list中的内容根据name和age参数进行排序，排序规则为，先按姓名升序排序，如果姓名相同再按年龄的升序排序：

class people
{
 public people(string name, int age) { name = name; age = age; }
 public string name { get; set; } //姓名
 public int age { get; set; } //年龄
}
 
// 客户端
class client
{
 static void main(string[] args)
 {
  list<people> peoplelist = new list<people>();
  peoplelist.add(new people("张三", 22));
  peoplelist.add(new people("张三", 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、对people类继承icomparable接口，实现compareto()方法

该方法为系统默认的方法，单一参数时会默认进行升序排序。但遇到多参数（name、age）排序时，我们需要对该默认方法进行修改。

方法一：people类继承icomparable接口，实现compareto()方法

icomparable<t>：定义由值类型或类实现的通用比较方法，旨在创建特定于类型的比较方法以对实例进行排序。

原理：自行实现的compareto()方法会在list.sort()内部进行元素两两比较，最终实现排序

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()时会根据该compareto()进行自定义比较
 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;
 }
}
 
// 客户端
peoplelist.sort();
 
// output:
//  李四 18
//  王五 16
//  王五 30
//  张三 22
//  张三 24

方法二：增加people类的外部比较类，继承icomparer接口、实现compare()方法

区别于上述继承icomparable的方法，该方法不可在people内继承实现icomparer接口，而是需要新建比较方法类进行接口实现

方法二：新建peoplecomparer类、继承icomparer接口、实现compare()方法

原理：list.sort()将peoplecomparer类的实例作为参数，在内部使用compare()方法进行两两比较，最终实现排序（注：上述方法为compareto()，此处为compare()方法）

// 自定义比较方法类
class peoplecomparer : icomparer<people>
{
 // 区别于compareto()单参数，此处为双参数
 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;
 }
}
 
// 客户端
// 传入参数为自定义比较类的实例   
peoplelist.sort(new peoplecomparer());
 
// output:
//  李四 18
//  王五 16
//  王五 30
//  张三 22
//  张三 24

同理，list<t>.sort(int index, int count, icomparer<t> comparer) 方法的参数：待排元素起始索引、待排元素个数、排序方法

方法三、采用泛型委托 comparison<t>，绑定自定义的比较方法

区别于上述继承接口的方法，此方法的参数为 泛型委托 comparison<t>

委托原型：public delegate int comparison<in t>(t x, t y);

方法三：依照委托的使用方法，首先创建委托实例mycomparison，并绑定到自定义的比较方法peoplecomparison()上，最终调用list.sort()时 将委托实例传入

原理：list.sort()根据传入的委托方法，进行两两元素比较最终实现排序

// 客户端
class client
{
 // 方法0 自定义比较方法
 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)
 {
  / 创建list ... /
  
  // 方法0 创建委托实例并绑定
  comparison<people> mycomparison = peoplecomparison;
 
  // 传入该实例实现比较方法
  peoplelist.sort(mycomparison);
 
  // output:
  //  李四 18
  //  王五 16
  //  王五 30
  //  张三 22
  //  张三 24
 }
}

此外，既然comparison<t>是泛型委托，则完全可以用 lambda表达式 进行描述：

// lambda表达式实现comparison委托
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:
//  张三 24
//  张三 22
//  王五 30
//  王五 16
//  李四 18

总结

虽然本文仅使用了list<t>一种容器对sort()方法进行阐述，但是不同容器的使用sort()的方法大相径庭，因为核心的原理都是应用两种接口及泛型委托：

两种接口：icomparable<t> 、 icomparer<t>

泛型委托：comparison<t>

参考

icomparable接口 - microsoft

comparison委托 - microsoft

icomparer接口 - microsoft

附：一个完整的测试demo

using system;
using system.collections.generic;
using system.linq;
using system.text; 
namespace listsort
{
 class program
 {
  static void displayinfo<t>(list<t> list) {
   //输出list元素内容
   foreach(var item in list) {
    system.console.write("{0} ",item.tostring());
   }
   system.console.writeline("");
  }
 
  // 方法3 自定义委托泛型比较方法
  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("张三", 22));
   peoplelist.add(new people("张三", 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("排序前原始数据：");
   displayinfo(peoplelist);
   system.console.writeline("------------------------------------");
 
   system.console.writeline("方法1排序后数据：");
   peoplelist.sort();
   displayinfo(peoplelist);
 
   system.console.writeline("方法2排序后数据：");
   displayinfo(peoplelist);
 
   // 方法1 使用icomparer<t>接口。
   peoplelist.sort(new peoplecomparer());
 
   // 方法2 除以上两种方法以外还可以使用另一种方法，在people类中实现icomparable<t>
   peoplelist.sort();
   system.console.writeline("方法3排序后数据：");
   displayinfo(peoplelist);
 
   // 方法3 创建泛型委托实例并绑定
   comparison<people> mycomparison = peoplecomparison;
 
   // 传入该实例实现比较方法
   peoplelist.sort(mycomparison);
 
   system.console.writeline("方法3排序后数据：");
   displayinfo(peoplelist);
 
   // 方法3 使用comparison<t>委托，lambda写法
   peoplelist.sort((left, right) =>
   {
    //先按姓名排序，如果姓名相同再按年龄排序
    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;
  }
 } 
} 

补充：c# icomparable和icomparer接口和自定义比较器

前言

arraylist里面有一个方法：

public virtual void sort(icomparer comparer);

使用指定的比较器对整个 system.collections.arraylist 中的元素进行排序。

comparer:比较元素时要使用的 system.collections.icomparer 实现。

啥玩意啊？

正文

1.comparer类简单介绍

想弄清楚这个，我们先来看看这么一个类。

在system.collections名称空间中，有这么一个类：comparer。顾名思义，他可以实现对简单类型的比较，什么意思呢？来看如下代码：

int a=1,b=2;

正常情况下，我们要怎样比较他们的大小？if，运算符，……？这当然可以，不过comparer已经给我们提供了一个函数，可以直接使用：（需要using system.collections;）

console.writeline(comparer.default.compare(a,b));

因为a<b，所以控制台会输出-1。（这个函数总是返回-1，0，1三个值。）

这里通过comparer里的静态属性default获得comparer的实例调用了comparer里的非静态函数compare。

（还可以比较根据字母比较两个string类型，这里就省略介绍了）

2.自定义比较器，icomparable，icomparer接口

当然，这个类不仅仅只是用来比较两个数的大小的。有时候我们想直接比较两个对象，但是引用里面的属性或许比较麻烦。尤其是参考要素过多，不好直接比较的时候，怎样才能更高效地比较两个对象呢？这时候，我们就需要自定义比较器了。

首先来介绍icomparable接口。这个接口里只有一个方法compareto()。让你的类实现这个接口的compareto方法，就可以直接调用这个方法和另一个对象比较。下面是例子：

public class classtest : icomparable
{
 public int inttest;
 public int compareto(object obj)
 {
 return inttest-((classtest)obj).inttest;
 //这里的代码可以按需要自己编写，这里只是一个简单的示例
 }
}

然后就可以直接使用啦：

classtest a = new classtest(){inttest=1};
classtest b = new classtest(){inttest=2};
console.writeline(a.compareto(b));//输出-1
comparer类已经为我们提供了icomparer的默认实现，但我们仍然可以自定义它。新建一个类：（记得using system.collections;）
public class classtestcomparer : icomparer
{
 public static icomparer default = new classtestcomparer();
 //这里必须使用这样的定义，将对象转化为icomparer类型有很大用处，下面会介绍
 public int compare(object a,object b)
 {
 return ((classtest)a).inttest - ((classtest)b).inttest;
 //同样这里使用最简单的示例，但是你可以大放异彩
 }
}

注意，如果用于比较的类和设定的类不一样，就会出现错误。

使用示例：

classtest a = new classtest(){inttest=1};
classtest b = new classtest(){inttest=2};
console.writeline(classtestcomparer.default.compare(a,b));
//结果是-1

可以发现，这两个接口的不同之处在于：icomparable在要比较的对象的类中实现，可以比较该对象和另一个对象。icomparer在一个单独的类中实现，可以比较任意两个对象（关键是你的设置）。

3.对集合排序

当然，这两个接口还有更强大的用处。我们可以使用这两个接口对集合进行排序。还记得前言里的sort()方法吗？接下来就以arraylist为例，介绍如何使用。

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();
//使用无参的sort，将调用类中的compareto()方法，因为classtest实现了这个方法，所以是可以调用的。如果没有实现，编译器会报错。
classtests.sort(classtestcomparer.default);
//这将使用compare()方法对集合中的元素排序。classtestcomparer类实现了这个方法，并且提供了一个icomparer类型的属性。

需要注意的是：

两个接口提供的方法返回值都是int类型的，负数代表小于，0代表等于，正数代表大于。所以对数字之外的自定义比较器，需要人工设定什么是“大”，什么是“小”。所以上文示例中两个数直接相减，就可以比较大小。

排序完之后，按照返回的int值，集合是由小到大排列的。

使用无参sort()时，集合中至少要有一个类实现了icomparable，否则会报错。

一般来说，都是对同一个类进行比较。不过，也可以实现对不同类比较的代码，这就看具体需要了。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。