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Go 语言标准库中sort模块详细功能介绍与示例

news 来源：原创 2025/5/25 9:36:04

Go语言的 sort 模块提供了对切片和自定义数据结构的排序功能，支持基本类型排序、自定义排序规则、稳定排序和二分查找。以下是 sort 模块的核心方法及示例说明：

1. 基本类型排序

`sort.Ints`、`sort.Float64s`、`sort.Strings`

直接对基本类型的切片进行排序。

package main

import (
    "fmt"
    "sort"
)

func main() {
    // 整数切片排序
    ints := []int{3, 1, 4, 1, 5}
    sort.Ints(ints)
    fmt.Println(ints) // 输出: [1 1 3 4 5]

    // 浮点数切片排序
    floats := []float64{3.14, 2.71, 1.0}
    sort.Float64s(floats)
    fmt.Println(floats) // 输出: [1 2.71 3.14]

    // 字符串切片排序（字典序）
    strs := []string{"banana", "apple", "cherry"}
    sort.Strings(strs)
    fmt.Println(strs) // 输出: [apple banana cherry]
}

2. 自定义排序规则

`sort.Slice` 和 `sort.SliceStable`

通过自定义比较函数对切片排序。

sort.Slice：不保证相等元素的顺序（非稳定排序）。
sort.SliceStable：保留相等元素的原始顺序（稳定排序）。

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func main() {
    people := []Person{
        {"Alice", 30},
        {"Bob", 25},
        {"Charlie", 35},
        {"David", 25},
    }

    // 按年龄排序（非稳定）
    sort.Slice(people, func(i, j int) bool {
        return people[i].Age < people[j].Age
    })
    fmt.Println(people) // 输出顺序可能为 [Bob David Alice Charlie]

    // 按年龄排序（稳定）
    sort.SliceStable(people, func(i, j int) bool {
        return people[i].Age < people[j].Age
    })
    fmt.Println(people) // 输出顺序保持 [Bob David Alice Charlie]
}

3. 实现 `sort.Interface` 接口

通过实现 Len、Less、Swap 方法，自定义数据结构的排序逻辑。

type PersonList []Person

// 实现 sort.Interface 接口
func (p PersonList) Len() int           { return len(p) }
func (p PersonList) Less(i, j int) bool { return p[i].Age < p[j].Age }
func (p PersonList) Swap(i, j int)      { p[i], p[j] = p[j], p[i] }

func main() {
    people := PersonList{
        {"Alice", 30},
        {"Bob", 25},
        {"Charlie", 35},
    }
    sort.Sort(people)
    fmt.Println(people) // 输出: [{Bob 25} {Alice 30} {Charlie 35}]
}

4. 逆序排序

`sort.Reverse`

反转排序逻辑，实现从大到小排序。

func main() {
    ints := []int{3, 1, 4, 1, 5}
    sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(ints)))
    fmt.Println(ints) // 输出: [5 4 3 1 1]
}

5. 检查是否已排序

`sort.IsSorted`

验证切片是否已按顺序排序。

func main() {
    ints := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println(sort.IsSorted(sort.IntSlice(ints))) // 输出: true

    unsorted := []int{3, 1, 2}
    fmt.Println(sort.IsSorted(sort.IntSlice(unsorted))) // 输出: false
}

6. 二分查找

`sort.Search`

在已排序的切片中查找目标值，返回最小的满足条件的索引。

func main() {
    ints := []int{1, 3, 5, 7, 9}
    target := 5

    // 查找第一个 >= target 的索引
    index := sort.Search(len(ints), func(i int) bool {
        return ints[i] >= target
    })
    if index < len(ints) && ints[index] == target {
        fmt.Printf("找到 %d，索引为 %d\n", target, index) // 输出: 找到 5，索引为 2
    } else {
        fmt.Println("未找到")
    }
}

7. 自定义复杂排序

结合多个字段排序。

func main() {
    people := []Person{
        {"Alice", 30},
        {"Bob", 25},
        {"Charlie", 30},
    }

    // 先按年龄排序，年龄相同按名字字典序排序
    sort.Slice(people, func(i, j int) bool {
        if people[i].Age == people[j].Age {
            return people[i].Name < people[j].Name
        }
        return people[i].Age < people[j].Age
    })
    fmt.Println(people) // 输出: [{Bob 25} {Alice 30} {Charlie 30}]
}

总结

核心方法：
- 基本排序：Ints、Float64s、Strings。
- 自定义排序：Slice、SliceStable、Sort（需实现 sort.Interface）。
- 逆序排序：Reverse。
- 检查排序：IsSorted。
- 二分查找：Search。
适用场景：
- 对基本类型切片快速排序。
- 按自定义规则排序结构体切片。
- 在有序数据中高效查找元素。
注意事项：
- sort.Slice 更灵活，无需实现完整接口。
- sort.Search 要求切片必须已按升序排列。