改善C#程式的方法-3 比較器和LINQ排序

一 創建對象時考慮實現比較器

假設有這樣的場景，有一個40個人的學生列表，業務中需針對學生的成績來進行排序。

可以考慮用IComparable介面和ICompare介面實現：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var stus = new List<Student>();
        stus.Add(new Student() { Name = "zhangsan", EnglishGrades = 80.5, MathGrades = 90 });
        stus.Add(new Student() { Name = "lisi", EnglishGrades = 74, MathGrades = 91 });
        stus.Add(new Student() { Name = "wangwu", EnglishGrades = 94, MathGrades = 85.5 });
        stus.Add(new Student() { Name = "zhaoliu", EnglishGrades = 88.5, MathGrades = 86 });
      
        stus.Sort();
        Console.WriteLine("使用預設比較器排序：");
        foreach (var stu in stus)
        {
            Console.WriteLine($"Name:{stu.Name},\tEnglish:{stu.EnglishGrades},\tMath:{stu.MathGrades}");
        }
        
        stus.Sort(new MathComparer());
        Console.WriteLine("使用自定義比較器排序：");
        foreach (var stu in stus)
        {
            Console.WriteLine($"Name:{stu.Name},\tEnglish:{stu.EnglishGrades},\tMath:{stu.MathGrades}");
        }
        Console.ReadLine();
    }
}

//Student通過IComparable介面，實現預設比較器
class Student : IComparable<Student>
{
    public string Name { get; set; }

    public double EnglishGrades { get; set; }

    public double MathGrades { get; set; }

    public int CompareTo(Student stu)
    {
        if (EnglishGrades > stu.EnglishGrades)
        {
            return 1;
        }
        else if (EnglishGrades == stu.EnglishGrades)
        {
            return 0;
        }
        else
        {
            return -1;
        }
        //return EnglishGrades.CompareTo(stu.EnglishGrades); double類型的預設比較方法
    }
}

//通過IComparer介面實現自定義的比較器
class MathComparer : IComparer<Student>
{
    public int Compare(Student x, Student y)
    {
        return x.MathGrades.CompareTo(y.MathGrades);
    }
}

輸出：

使用預設比較器排序：
Name:lisi,      English:74,     Math:91
Name:zhangsan,  English:80.5,   Math:90
Name:zhaoliu,   English:88.5,   Math:86
Name:wangwu,    English:94,     Math:85.5
使用自定義比較器排序：
Name:wangwu,    English:94,     Math:85.5
Name:zhaoliu,   English:88.5,   Math:86
Name:zhangsan,  English:80.5,   Math:90
Name:lisi,      English:74,     Math:91

 二 使用LINQ取代集合中的比較器

上述的方法實現的排序存在2個問題：

• 可擴展性太低，如果存在新的排序要求，就必須實現新的比較器；
• 對代碼的侵入性太高，為類型繼承了介面，新增了方法。

LINQ提供了類似於SQL的語法來實現遍歷、篩選和投影集合的強大功能，可以實現上述的排序要求。

static void Main(string[] args)
{
    var stus = new List<Student>();
    stus.Add(new Student() { Name = "zhangsan", EnglishGrades = 80.5, MathGrades = 90 });
    stus.Add(new Student() { Name = "lisi", EnglishGrades = 74, MathGrades = 91 });
    stus.Add(new Student() { Name = "wangwu", EnglishGrades = 94, MathGrades = 85.5 });
    stus.Add(new Student() { Name = "zhaoliu", EnglishGrades = 88.5, MathGrades = 86 });

    var orderByStus = from s in stus orderby s.EnglishGrades select s;
    //orderByStus = stus.OrderBy(s => s.EnglishGrades);
    foreach (var stu in orderByStus)
    {
        Console.WriteLine($"Name:{stu.Name},\tEnglish:{stu.EnglishGrades},\tMath:{stu.MathGrades}");
    }
    Console.WriteLine();
    
    orderByStus = from s in stus orderby s.MathGrades select s;
    //orderByStus = stus.OrderBy(s => s.MathGrades);
    foreach (var stu in orderByStus)
    {
        Console.WriteLine($"Name:{stu.Name},\tEnglish:{stu.EnglishGrades},\tMath:{stu.MathGrades}");
    }

    Console.ReadLine();
}

LINQ此功能的實現本身是藉助於FCL泛型集合的比較器、迭代器和索引器。LINQ封裝了這些功能，讓我們使用更加方便。

在命名空間System.Linq下的Enumerable方法中為泛型集合提供了很多擴展方法。

如排序中使用到的OrderBy方法：

   public static IOrderedEnumerable<TSource> OrderBy<TSource, TKey>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector);

它為繼承了IEnumerable<T>介面的集合提供排序的功能。