go语言接口之sort.Interface接口

        排序操作和字符串格式化一样是很多程序经常使用的操作。尽管一个最短的快排程序只要15 行就可以搞定，但是一个健壮的实现需要更多的代码，并且我们不希望每次我们需要的时候 都重写或者拷贝这些代码。

        幸运的是，sort包内置的提供了根据一些排序函数来对任何序列排序的功能。它的设计非常独 到。在很多语言中，排序算法都是和序列数据类型关联，同时排序函数和具体类型元素关 联。相比之下，Go语言的sort.Sort函数不会对具体的序列和它的元素做任何假设。相反，它 使用了一个接口类型sort.Interface来指定通用的排序算法和可能被排序到的序列类型之间的约 定。这个接口的实现由序列的具体表示和它希望排序的元素决定，序列的表示经常是一个切 片。

        一个内置的排序算法需要知道三个东西：序列的长度，表示两个元素比较的结果，一种交换 两个元素的方式；这就是sort.Interface的三个方法：

package sorttype Interface interface {Len() intLess(i, j int) bool // i, j are indices of sequence elementsSwap(i, j int)
}

         为了对序列进行排序，我们需要定义一个实现了这三个方法的类型，然后对这个类型的一个 实例应用sort.Sort函数。思考对一个字符串切片进行排序，这可能是最简单的例子了。下面是 这个新的类型StringSlice和它的Len，Less和Swap方法

type StringSlice []string
func (p StringSlice) Len() int { return len(p) }
func (p StringSlice) Less(i, j int) bool { return p[i] < p[j] }
func (p StringSlice) Swap(i, j int) { p[i], p[j] = p[j], p[i] }

        现在我们可以通过像下面这样将一个切片转换为一个StringSlice类型来进行排序：

sort.Sort(StringSlice(names))

        这个转换得到一个相同长度，容量，和基于names数组的切片值；并且这个切片值的类型有 三个排序需要的方法。

        对字符串切片的排序是很常用的需要，所以sort包提供了StringSlice类型，也提供了Strings函 数能让上面这些调用简化成sort.Strings(names)。

        这里用到的技术很容易适用到其它排序序列中，例如我们可以忽略大些或者含有特殊的字 符。（本书使用Go程序对索引词和页码进行排序也用到了这个技术，对罗马数字做了额外逻 辑处理。）对于更复杂的排序，我们使用相同的方法，但是会用更复杂的数据结构和更复杂 地实现sort.Interface的方法。

        我们会运行上面的例子来对一个表格中的音乐播放列表进行排序。每个track都是单独的一 行，每一列都是这个track的属性像艺术家，标题，和运行时间。想象一个图形用户界面来呈 现这个表格，并且点击一个属性的顶部会使这个列表按照这个属性进行排序；再一次点击相 同属性的顶部会进行逆向排序。让我们看下每个点击会发生什么响应。

        下面的变量tracks包好了一个播放列表。（One of the authors apologizes for the other author’s musical tastes.）每个元素都不是Track本身而是指向它的指针。尽管我们在下面的代 码中直接存储Tracks也可以工作，sort函数会交换很多对元素，所以如果每个元素都是指针会 更快而不是全部Track类型，指针是一个机器字码长度而Track类型可能是八个或更多。

type Track struct {Title stringArtist stringAlbum stringYear intLength time.Duration
}var tracks = []*Track{{"Go", "Delilah", "From the Roots Up", 2012, length("3m38s")},{"Go", "Moby", "Moby", 1992, length("3m37s")},{"Go Ahead", "Alicia Keys", "As I Am", 2007, length("4m36s")},{"Ready 2 Go", "Martin Solveig", "Smash", 2011, length("4m24s")},
}func length(s string) time.Duration {d, err := time.ParseDuration(s)if err != nil {panic(s)}return d
}

         printTracks函数将播放列表打印成一个表格。一个图形化的展示可能会更好点，但是这个小程 序使用text/tabwriter包来生成一个列是整齐对齐和隔开的表格，像下面展示的这样。注意到 *tabwriter.Writer是满足io.Writer接口的。它会收集每一片写向它的数据；它的Flush方法会格 式化整个表格并且将它写向os.Stdout（标准输出）。

func printTracks(tracks []*Track) {const format = "%v\t%v\t%v\t%v\t%v\t\n"tw := new(tabwriter.Writer).Init(os.Stdout, 0, 8, 2, ' ', 0)fmt.Fprintf(tw, format, "Title", "Artist", "Album", "Year", "Length")fmt.Fprintf(tw, format, "-----", "------", "-----", "----", "------")for _, t := range tracks {fmt.Fprintf(tw, format, t.Title, t.Artist, t.Album, t.Year, t.Length)}tw.Flush() // calculate column widths and print table
}

        为了能按照Artist字段对播放列表进行排序，我们会像对StringSlice那样定义一个新的带有必 须Len，Less和Swap方法的切片类型。

type byArtist []*Track
func (x byArtist) Len() int { return len(x) }
func (x byArtist) Less(i, j int) bool { return x[i].Artist < x[j].Artist }
func (x byArtist) Swap(i, j int) { x[i], x[j] = x[j], x[i] }

        为了调用通用的排序程序，我们必须先将tracks转换为新的byArtist类型，它定义了具体的排 序：

sort.Sort(byArtist(tracks))

        在按照artist对这个切片进行排序后，printTrack的输出如下

Title Artist Album Year Length
----- ------ ----- ---- ------
Go Ahead Alicia Keys As I Am 2007 4m36s
Go Delilah From the Roots Up 2012 3m38s
Ready 2 Go Martin Solveig Smash 2011 4m24s
Go Moby Moby 1992 3m37s

        对于我们需要的每个切片元素类型和每个排序函数，我们需要定义一个新的sort.Interface实 现。如你所见，Len和Swap方法对于所有的切片类型都有相同的定义。下个例子，具体的类 型customSort会将一个切片和函数结合，使我们只需要写比较函数就可以定义一个新的排 Go语言圣经 sort.Interface接口 252 序。顺便说下，实现了sort.Interface的具体类型不一定是切片类型；customSort是一个结构体类型。

type customSort struct {t []*Trackless func(x, y *Track) bool
}
func (x customSort) Len() int
func (x customSort) Less(i, j int) bool { return x.less(x.t[i], x.t[j]) }
func (x customSort) Swap(i, j int) { x.t[i], x.t[j] = x.t[j], x.t[i] }

        让我们定义一个多层的排序函数，它主要的排序键是标题，第二个键是年，第三个键是运行 时间Length。下面是该排序的调用，其中这个排序使用了匿名排序函数：

sort.Sort(customSort{tracks, func(x, y *Track) bool {if x.Title != y.Title {return x.Title < y.Title}if x.Year != y.Year {return x.Year < y.Year}if x.Length != y.Length {return x.Length < y.Length}return false
}})

        这下面是排序的结果。注意到两个标题是“Go”的track按照标题排序是相同的顺序，但是在按 照year排序上更久的那个track优先。

Title Artist Album Year Length
----- ------ ----- ---- ------
Go Moby Moby 1992 3m37s
Go Delilah From the Roots Up 2012 3m38s
Go Ahead Alicia Keys As I Am 2007 4m36s
Ready 2 Go Martin Solveig Smash 2011 4m24s

        尽管对长度为n的序列排序需要 O(n log n)次比较操作，检查一个序列是否已经有序至少需要n −1次比较。sort包中的IsSorted函数帮我们做这样的检查。像sort.Sort一样，它也使用 sort.Interface对这个序列和它的排序函数进行抽象，但是它从不会调用Swap方法：这段代码 示范了IntsAreSorted和Ints函数和IntSlice类型的使用：

values := []int{3, 1, 4, 1}
fmt.Println(sort.IntsAreSorted(values)) // "false"
sort.Ints(values)
fmt.Println(values) // "[1 1 3 4]"
fmt.Println(sort.IntsAreSorted(values)) // "true"
sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(values)))
fmt.Println(values) // "[4 3 1 1]"
fmt.Println(sort.IntsAreSorted(values)) // "false"

        为了使用方便，sort包为[]int,[]string和[]float64的正常排序提供了特定版本的函数和类型。对 于其他类型，例如[]int64或者[]uint，尽管路径也很简单，还是依赖我们自己实现。