（转）Golang sort——排序算法
1、概述
sort包实现了四种基本排序算法：插入排序、归并排序、堆排序和快速排序。 但是这四种排序方法是不公开的，它们只被用于sort包内部使用。所以在对数据集合排序时不必考虑应当选择哪一种排序方法，只要实现了sort.Interface定义的三个方法：获取数据集合长度的Len()方法、比较两个元素大小的Less()方法和交换两个元素位置的Swap()方法，就可以顺利对数据集合进行排序。sort包会根据实际数据自动选择高效的排序算法。 除此之外，为了方便对常用数据类型的操作，sort包提供了对[]int切片、[]float64切片和[]string切片完整支持，主要包括：
- 对基本数据类型切片的排序支持
- 基本数据元素查找
- 判断基本数据类型切片是否已经排好序
- 对排好序的数据集合逆序
2、数据集合排序
前面已经提到过，对数据集合（包括自定义数据类型的集合）排序需要实现sort.Interface接口的三个方法，我们看以下该接口的定义：
type Interface interface {
// 获取数据集合元素个数
Len() int
// 如果i索引的数据小于j所以的数据，返回true，不会调用
// 下面的Swap()，即数据升序排序。
Less(i, j int) bool
// 交换i和j索引的两个元素的位置
Swap(i, j int)
}
数据集合实现了这三个方法后，即可调用该包的Sort()方法进行排序。 Sort()方法定义如下：
func Sort(data Interface)
Sort()方法惟一的参数就是待排序的数据集合。
该包还提供了一个方法可以判断数据集合是否已经排好顺序，该方法的内部实现依赖于我们自己实现的Len()和Less()方法：
func IsSorted(data Interface) bool {
n := data.Len()
for i := n - 1; i > 0; i-- {
if data.Less(i, i-1) {
return false
}
}
return true
}
下面是一个使用sort包对学生成绩排序的示例：
package main
import (
"fmt"
"sort"
)
//学生成绩结构体
type StuScore struct {
//姓名
name string
//成绩
score int
}
type StuScores []StuScore
//Len()
func (s StuScores) Len() int {
return len(s)
}
//Less():成绩将有低到高排序
func (s StuScores) Less(i, j int) bool {
return s[i].score < s[j].score
}
//Swap()
func (s StuScores) Swap(i, j int) {
s[i], s[j] = s[j], s[i]
}
func main() {
stus := StuScores{
{"alan", 95},
{"hikerell", 91},
{"acmfly", 96},
{"leao", 90}}
fmt.Println("Default:")
//原始顺序
for _, v := range stus {
fmt.Println(v.name, ":", v.score)
}
fmt.Println()
//StuScores已经实现了sort.Interface接口
sort.Sort(stus)
fmt.Println("Sorted:")
//排好序后的结构
for _, v := range stus {
fmt.Println(v.name, ":", v.score)
}
//判断是否已经排好顺序，将会打印true
fmt.Println("IS Sorted?", sort.IsSorted(stus))
}
程序该示例程序的自定义类型StuScores实现了sort.Interface接口，所以可以将其对象作为sort.Sort()和sort.IsSorted()的参数传入。运行结果：
======Default====== alan : 95 hikerell : 91 acmfly : 96 leao : 90 ======Sorted======= leao : 90 hikerell : 91 alan : 95 acmfly : 96 IS Sorted? true
该示例实现的是升序排序，如果要得到降序排序结果，其实只要修改Less()函数：
//Less():成绩降序排序,只将小于号修改为大于号
func (s StuScores) Less(i, j int) bool {
return s[i].score > s[j].score
}
此外，sort包提供了Reverse()方法，可以允许将数据按Less()定义的排序方式逆序排序，而不必修改Less()代码。方法定义如下：
func Reverse(data Interface) Interface
我们可以看到Reverse()返回的一个sort.Interface接口类型，整个Reverse()的内部实现比较有趣：
//定义了一个reverse结构类型，嵌入Interface接口
type reverse struct {
Interface
}
//reverse结构类型的Less()方法拥有嵌入的Less()方法相反的行为
//Len()和Swap()方法则会保持嵌入类型的方法行为
func (r reverse) Less(i, j int) bool {
return r.Interface.Less(j, i)
}
//返回新的实现Interface接口的数据类型
func Reverse(data Interface) Interface {
return &reverse{data}
}
了解内部原理后，可以在学生成绩排序示例中使用Reverse()来实现成绩升序排序：
sort.Sort(sort.Reverse(stus))
for _, v := range stus {
fmt.Println(v.name, ":", v.score)
}
最后一个方法：Search()
func Search(n int, f func(int) bool) int
官方文档这样描述该方法：
Search()方法回使用“二分查找”算法来搜索某指定切片[0:n]，并返回能够使f(i)=true的最 小的i（0<=i<n）值，并且会假定，如果f(i)=true，则f(i+1)=true，即对于切片[0:n]，
i之前的切片元素会使f()函数返回false，i及i之后的元素会使f()函数返回true。但是，当 在切片中无法找到时f(i)=true的i时（此时切片元素都不能使f()函数返回true），Search() 方法会返回n。
Search()函数一个常用的使用方式是搜索元素x是否在已经升序排好的切片s中：
x := 11
s := []int{3, 6, 8, 11, 45} //注意已经升序排序
pos := sort.Search(len(s), func(i int) bool { return s[i] >= x })
if pos < len(s) && s[pos] == x {
fmt.Println(x, "在s中的位置为：", pos)
} else {
fmt.Println("s不包含元素", x)
}
官方文档还给出了一个猜数字的小程序：
func GuessingGame() {
var s string
fmt.Printf("Pick an integer from 0 to 100.\n")
answer := sort.Search(100, func(i int) bool {
fmt.Printf("Is your number <= %d? ", i)
fmt.Scanf("%s", &s)
return s != "" && s[0] == 'y'
})
fmt.Printf("Your number is %d.\n", answer)
}
3、sort包已经支持的内部数据类型排序
前面已经提到，sort包原生支持[]int、[]float64和[]string三种内建数据类型切片的排序操作，即不必我们自己实现相关的Len()、Less()和Swap()方法。
1. IntSlice类型及[]int排序
由于[]int切片排序内部实现及使用方法与[]float64和[]string类似，所以只详细描述该部分。
sort包定义了一个IntSlice类型，并且实现了sort.Interface接口：
type IntSlice []int
func (p IntSlice) Len() int { return len(p) }
func (p IntSlice) Less(i, j int) bool { return p[i] < p[j] }
func (p IntSlice) Swap(i, j int) { p[i], p[j] = p[j], p[i] }
//IntSlice类型定义了Sort()方法，包装了sort.Sort()函数
func (p IntSlice) Sort() { Sort(p) }
//IntSlice类型定义了SearchInts()方法，包装了SearchInts()函数
func (p IntSlice) Search(x int) int { return SearchInts(p, x) }
并且提供的sort.Ints()方法使用了该IntSlice类型：
func Ints(a []int) { Sort(IntSlice(a)) }
所以，对[]int切片排序是更常使用sort.Ints()，而不是直接使用IntSlice类型：
s := []int{5, 2, 6, 3, 1, 4} // 未排序的切片数据
sort.Ints(s)
fmt.Println(s) //将会输出[1 2 3 4 5 6]
如果要使用降序排序，显然要用前面提到的Reverse()方法：
s := []int{5, 2, 6, 3, 1, 4} // 未排序的切片数据
sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(s)))
fmt.Println(s) //将会输出[6 5 4 3 2 1]
如果要查找整数x在切片a中的位置，相对于前面提到的Search()方法，sort包提供了SearchInts():
func SearchInts(a []int, x int) int
注意，SearchInts()的使用条件为：切片a已经升序排序
s := []int{5, 2, 6, 3, 1, 4} // 未排序的切片数据
sort.Ints(s) //排序后的s为[1 2 3 4 5 6]
fmt.Println(sort.SearchInts(s, 3)) //将会输出2
2. Float64Slice类型及[]float64排序
实现与Ints类似，只看一下其内部实现：
type Float64Slice []float64
func (p Float64Slice) Len() int { return len(p) }
func (p Float64Slice) Less(i, j int) bool { return p[i] < p[j] || isNaN(p[i]) && !isNaN(p[j]) }
func (p Float64Slice) Swap(i, j int) { p[i], p[j] = p[j], p[i] }
func (p Float64Slice) Sort() { Sort(p) }
func (p Float64Slice) Search(x float64) int { return SearchFloat64s(p, x) }
与Sort()、IsSorted()、Search()相对应的三个方法：
func Float64s(a []float64) func Float64sAreSorted(a []float64) bool func SearchFloat64s(a []float64, x float64) int
要说明一下的是，在上面Float64Slice类型定义的Less方法中，有一个内部函数isNaN()。 isNaN()与math包中IsNaN()实现完全相同，sort包之所以不使用math.IsNaN()，完全是基于包依赖性的考虑，应当看到，sort包的实现不依赖与其他任何包。
3. StringSlice类型及[]string排序
两个string对象之间的大小比较是基于“字典序”的。
实现与Ints类似，只看一下其内部实现：
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] }
func (p StringSlice) Sort() { Sort(p) }
func (p StringSlice) Search(x string) int { return SearchStrings(p, x) }
与Sort()、IsSorted()、Search()相对应的三个方法：
func Strings(a []string) func StringsAreSorted(a []string) bool func SearchStrings(a []string, x string) int
