c#: List.Sort()實現穩固排序(stable sort)

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1. 源起：

KV 7.0加入列表管理功能，處理排序問題時，對空列表執行按大小、日期、長度排序時，其中次序會發生改變，令人納悶。

沒天理呀，不應該啊！List.Sort()方法，它為什嗎？

對此問題，深入去瞭解，倒發現了有趣的問題：穩固排序與非穩固排序。

 

2、穩固排序與非穩固排序

在微軟官方網站找到此段說明：

Remarks 

If comparison is provided, the elements of the List<T> are sorted using the method represented by the delegate.

If comparison is null, an ArgumentNullException is thrown.

This method uses Array.Sort, which applies the introspective sort as follows:

• If the partition size is fewer than 16 elements, it uses an insertion sort algorithm

• If the number of partitions exceeds 2 * LogN, where N is the range of the input array, it uses a Heapsort algorithm.

• Otherwise, it uses a Quicksort algorithm.

This implementation performs an unstable sort; that is, if two elements are equal, their order might not be preserved. In contrast, a stable sort preserves the order of elements that are equal.

On average, this method is an O(n log n) operation, where n is Count; in the worst case it is an O(n ^ 2) operation.

 

大意是此實現將執行不穩定排序。也就是說，如果兩個元素相等，則可能不會保留其順序。

我們建Demo做驗證，用例如下：

    var list = new List<string>();    list.AddRange(new string[] { "3", "2", "1", "4" });    list.Sort((x, y) =>    {        return 0;    });    foreach (string s in list)        Console.WriteLine(s);

其輸出為：

驗證上述結果，推測它是使用了二分法快速反序，把後半部分置前了。

可八輩的我們寧願它輸入為原始順序3214，這個合理，但是，可是，它無恥的變了……

 

3、實際情境

比如，我們需要對特定的對象進行排序，如下摘取網上例子稍加修正，以做樣本：

    static void Main(string[] args)    {        var p1 = new Person() { Name = "Abby", Age = 38 };        var p4 = new Person() { Name = "Jason", Age = 23 };        var p2 = new Person() { Name = "Bob", Age = 23 };        var p3 = new Person() { Name = "Charlie", Age = 23 };        var p5 = new Person() { Name = "Danielle", Age = 18 };        var list = new List<Person>();        list.Add(p1);        list.Add(p2);        list.Add(p3);        list.Add(p4);        list.Add(p5);        list.Sort();        Console.WriteLine("Unstable List Sort:");        foreach (Person p in list)            Console.WriteLine(p);        Console.ReadLine();    }        class Person : IComparable    {        public string Name { get; set; }        public int Age { get; set; }                public int CompareTo(object obj)        {            int result = 1;            if (obj != null && obj is Person)            {                var person = (Person)obj;                result = this.Age.CompareTo(person.Age);;            }            return result;        }                public override string ToString()        {            return String.Format("{0} - {1}", this.Name, this.Age);        }    }

其輸出為：

其中間23歲之三項，沒有按Jason、Bob、Charlie的次序來，甚至也不是倒序。

 我就是想要它加入順序不變，怎麼辦？

對此問題，搜出一些文章，有建議用LINQ排序因為它是穩固排序，可我們工程所用.net framework 2.0，不支援，只好做罷。

在stackoverflow上，碰到一群難兄難弟，諸般建議閱過，找到可用方法，加索引！

 

4、解決方案

且修改Person類，加入SortIndex屬性如下，並修正其比較函數：

    class Person : IComparable    {        public string Name { get; set; }        public int Age { get; set; }        public int SortIndex { get; set; }
        public int CompareTo(object obj)        {            int result = 1;            if (obj != null && obj is Person)            {                var person = (Person)obj;                result = this.Age.CompareTo(person.Age);                                if (result == 0)                    result = this.SortIndex.CompareTo(person.SortIndex);            }            return result;        }        ...    }

初始化時，加入其索引：

        var p1 = new Person() { Name = "Abby", Age = 38, SortIndex = 0 };        var p4 = new Person() { Name = "Jason", Age = 23, SortIndex = 1 };        var p2 = new Person() { Name = "Bob", Age = 23, SortIndex = 2 };        var p3 = new Person() { Name = "Charlie", Age = 23, SortIndex = 3 };        var p5 = new Person() { Name = "Danielle", Age = 18, SortIndex = 4 };

輸出順序：

保留初始順序，解決問題。

 

後記：

之前未曾留意，此問題發現倒是很有意思，度娘不給力，解決問題還是要google，在stackoverflow上找到有同困擾之人，得其可參考方案。

此情境，通常用於自訂資料結構比較，如KV項目之空白列表，當其可比較項相等時，應該保留其原始順序，可是被改變了，導致尋求解決問題的方法。

但官方方案固定，不能改變情況下，做個曲線救國，加另一索引以固定次序，雖然看來費些點工夫，但能解決問題，不失為好的可用方法。

 

參考文檔：

List(T).Sort Method (Comparison(T)) (System.Collections.Generic)

C# Stable Sort : C# 411

Why does List<T>.Sort method reorder equal IComparable<T> elements?

c#: List.Sort()實現穩固排序(stable sort)