C# 排序技術研究與對比

1、 排序場景

• 一維數組排序
• 多維數組排序
• 集合排序，例如Dictionary ,List<T>, 自定義類集合排序等
• DataTable排序

2、 排序實現和測試

1. 一維數組排序

1.1 一維數組排序特色

    元素之間是一維線性的關係，每一個元素只有一個下標，在排序場景下，每一個元素的數據類型是一致的。例如：

1.2 C# 一維數組排序實現

A：調用Array.Sort方法實現數組排序，不限制元素數據類型，底層基於對IComparable的接口實現

B：使用Linq實現排序

1.2 測試結果對比

	1000條數據（GUID）	10000數據（GUID）	100000數據（GUID）
Array.Sort	2ms	35ms	420ms
Linq	4ms	74ms	738ms

能夠看出， Array.Sort排序優於Linq的性能（越底層的結構，排序的性能越好）。

2. 多維數組排序

2.1 多維數組排序特色

數組能夠具備多個維度，支持多行多列，各個維度的數據類型能夠不一樣。

在此文中，交錯數組不在研究範圍內，主要研究的是不一樣數據類型的矩陣數組，這樣更加貼近咱們在實際場景中的數據。例如：

2.2 C# 多維數組排序實現

Step1：定義一個對象排序類ObjectComparer，實現IComparer接口，主要負責數組中某個列的排序，

若是要排序的列是int類型，進行以下比較便可：其餘類推。

ObjectComparer類結構：

Step2：定義維度順序整形數組：tagObjArray,實例化ObjectComparer對象，將要排序的數組做爲參數傳遞給ObjectComparer的構造函數。

Step3：調用Array.Sort方法排序，參數：維度順序整形數組：tagObjArray和ObjectComparer對象。

3. 集合排序

3.1.ArrayList 類

使用大小可按需動態增長的數組。

3.2 List 類

可經過索引訪問的對象的強類型列表。提供用於對列表進行搜索、排序和操做的方法,在決定使用 List 仍是使用 ArrayList 類（二者具備相似的功能）時， List 類在大多數狀況下執行得更好而且是類型安全的。例子中的Sort其實調用的是String.Sort方法。

3.3 List和ArrayList性能測試對比

	ArrayList	List
100000	498 ms	538ms

3.4 Dictionary類/SortedDictionary類

從數據結構上來講都屬於Hashtable，對關鍵字（鍵值）進行散列操做，適合鍵值對的存取，排序可使用LINQ實現，建議使用SortedDictionary替換。

Dictionary和HashTable內部實現差很少，但前者無需裝箱拆箱操做，效率略高一點

3.5 HashTable類

Hashtable 主要用於鍵值快速查找，卻沒有提供排序的方法，因此它的排序須要借住數組或其它集合來實現。

HashTable中的key/value均爲object類型，由包含集合元素的存儲桶組成。存儲桶是 HashTable中各元素的虛擬子組，與大多數集合中進行的搜索和檢索相比，存儲桶可令搜索和檢索更爲便捷。每一存儲桶都與一個哈希代碼關聯，該哈希代碼是使用哈希函數生成的並基於該元素的鍵。HashTable的優勢就在於其索引的方式，速度很是快。若是以任意類型鍵值訪問其中元素會快於其餘集合，特別是當數據量特別大的時候，效率差異尤爲大。

HashTable的應用場合有：對象緩存，樹遞歸算法的替代，和各類需提高效率的場合。

3.6 Stack類

Stack，棧，表示對象的簡單的後進先出非泛型集合。Push方法入棧，Pop方法出棧。

3.7 Queue類

隊列，先進先出。enqueue方法入隊列，dequeue方法出隊列。

3.8 自定義類集合

Step1：定義自定義類：Person

Step2：構造實體類集合：List<Person> persons

Step3:排序方法實現：

一、直接排序

二、Person實現IComparable接口，直接調用Sort方法排序

直接調用Sort方法排序

三、Linq實現排序

測試結果對比：

	1．直接排序	2．實現IComparable接口	3．Linq
100000	75ms	99ms	29ms

4. DataTable排序

4.1 DataTable特色

（1）DataTable 對象是按條件區分大小寫的。（若是有兩個 DataTable對象分別爲「mydatatable」和「Mydatatable」，則搜索表的字符串被認爲是區分大小寫的。若是隻有「mydatatable」而不存在「Mydatatable」，則該搜索表的字符串不區分大小寫）。

（2）以編程方式建立 DataTable，須先經過將 DataColumn 對象添加到 DataColumnCollection（經過 Columns 屬性訪問）中來定義其架構。

（3）向 DataTable 添加行，須使用 NewRow 方法返回新的 DataRow 對象。（DataTable 可存儲的最大行數是 16,777,216）。

（4）DataTable 也包含可用於確保數據完整性的 Constraint 對象的集合

（5）DataTable 事件（RowChanged、RowChanging、RowDeleting 和 RowDeleted）可用於肯定對錶進行更改的時間

4.2 DataTable排序實現

Step1: 構造DataTable

Step2：DataView排序

Step2：DataTable.Select排序

4.3 測試結果對比

	1．DataView排序	2．DataTable.Select排序
100000	526 ms	368ms

對比下自定義類存儲100000條相同數據的排序結果：

測試結果對比：

	1．直接排序	2．實現IComparable接口	3．Linq
100000	75ms	99ms	29ms

3、 排序效率總結

一、 在數組排序中，建議使用Array.Sort 方式，優於LINQ方式

二、 在自定義類排序時，推薦使用LINQ方式

三、 DataTable和自定義類存儲同類型數據時，自定義類的排序總體優於DataTable方式。

四、 DataTable排序時，推薦使用DataTable.Select排序方式。

五、 Dictionary和HashTable內部實現差很少，但Dictionary無需裝箱拆箱操做，效率略高一點。數據量較大時，建議採用HashTable。

六、 ArrayList集合的排序性能優於List集合。

七、 Stack和Queue集合用於棧和隊列操做。