按多个字段对数组进行排序

Question

我有多个数组，它们都以整数字段开头，从 1 到 5 个字段，这些就像需要排序的索引，从最小到最大：

    TArrayA = record
          Field1:integer;
          Field2:integer;
          Field3:integer;
          Field4:integer;
          Field5:integer;
          ... //other fields, strings, integers... up to 50 fields
        end;

    ArrayA:=array of TArrrayA;

目前我使用这种方法来排序：

    // sort by Field1
    top:=Length(ArrayA);
      for counter := 0 to top do
        begin
          min := counter;
          for look := counter + 1 to top do
            if ArrayA[look].Field1 < ArrayA[min].Field1 then
              min := look;
          vTmpRecord := ArrayA[min];
          ArrayA[min] := ArrayA[counter];
          ArrayA[counter] := vTmpRecord;
        end;

   // now sort by Field2
    top:=Length(ArrayA);
      for counter := 0 to top do
        begin
          min := counter;
          for look := counter + 1 to top do
            if (ArrayA[look].Field1 = ArrayA[min].Field1) And 
               (ArrayA[look].Field2 < ArrayA[min].Field2) then
              min := look;
          vTmpRecord := ArrayA[min];
          ArrayA[min] := ArrayA[counter];
          ArrayA[counter] := vTmpRecord;
        end;

这样就可以了。虽然当我需要对所有 5 个字段进行排序时有点慢，我就是这样做的，逐个字段，所以我对数组进行了 5 次排序。 有没有更好更快的方法？

示例如下：

procedure TForm1.Button8Click(Sender: TObject);
type
  TArrayA = record
    Field1: integer;
    Field2: integer;
    Field3: integer;
    Field4: integer;
    Field5: integer;
  end;
var
  ArrayA: array of TArrayA;
  vTmpRecord: TArrayA;
  top, counter, min, max, look: integer;
  i,t1,t2:integer;
begin

  SetLength(ArrayA,100000);
  for i := 0 to 99999 do
  begin
    ArrayA[i].Field1:=1+Random(100);
    ArrayA[i].Field2:=1+Random(100);
    ArrayA[i].Field3:=1+Random(100);
    ArrayA[i].Field4:=1+Random(100);
    ArrayA[i].Field5:=1+Random(100);
  end;


  t1:=GetTickCount;
  // sort by Field1
  top := Length(ArrayA);
  for counter := 0 to top do
  begin
    min := counter;
    for look := counter + 1 to top do
      if ArrayA[look].Field1 < ArrayA[min].Field1 then
        min := look;
    vTmpRecord := ArrayA[min];
    ArrayA[min] := ArrayA[counter];
    ArrayA[counter] := vTmpRecord;
  end;

  // sort by Field2
  top := Length(ArrayA);
  for counter := 0 to top do
  begin
    min := counter;
    for look := counter + 1 to top do
      if (ArrayA[look].Field1 = ArrayA[min].Field1) and
        (ArrayA[look].Field2 < ArrayA[min].Field2) then
        min := look;
    vTmpRecord := ArrayA[min];
    ArrayA[min] := ArrayA[counter];
    ArrayA[counter] := vTmpRecord;
  end;

  // sort by Field3
  top := Length(ArrayA);
  for counter := 0 to top do
  begin
    min := counter;
    for look := counter + 1 to top do
      if (ArrayA[look].Field1 = ArrayA[min].Field1) and (ArrayA[look].Field2 = ArrayA[min].Field2) and
        (ArrayA[look].Field3 < ArrayA[min].Field3) then
        min := look;
    vTmpRecord := ArrayA[min];
    ArrayA[min] := ArrayA[counter];
    ArrayA[counter] := vTmpRecord;
  end;

  // sort by Field4
  top := Length(ArrayA);
  for counter := 0 to top do
  begin
    min := counter;
    for look := counter + 1 to top do
      if (ArrayA[look].Field1 = ArrayA[min].Field1) and (ArrayA[look].Field2 = ArrayA[min].Field2) and (ArrayA[look].Field3 = ArrayA[min].Field3) and
        (ArrayA[look].Field4 < ArrayA[min].Field4) then
        min := look;
    vTmpRecord := ArrayA[min];
    ArrayA[min] := ArrayA[counter];
    ArrayA[counter] := vTmpRecord;
  end;

  // sort by Field5
  top := Length(ArrayA);
  for counter := 0 to top do
  begin
    min := counter;
    for look := counter + 1 to top do
      if (ArrayA[look].Field1 = ArrayA[min].Field1) and (ArrayA[look].Field2 = ArrayA[min].Field2) and (ArrayA[look].Field3 = ArrayA[min].Field3) and (ArrayA[look].Field4 = ArrayA[min].Field4) and
        (ArrayA[look].Field5 < ArrayA[min].Field5) then
        min := look;
    vTmpRecord := ArrayA[min];
    ArrayA[min] := ArrayA[counter];
    ArrayA[counter] := vTmpRecord;
  end;

  t2:=GetTickCount;
  Button8.Caption:=IntToStr(t2-t1);
end;

Answer 1

您可以使用内置的快速排序方法通过自定义比较器对数组进行排序：

uses
  System.Math,
  System.Generics.Defaults,
  System.Generics.Collections;

  TArray.Sort<TArrayA>(ArrayA, TComparer<TArrayA>.Construct( function(const Left, Right: TArrayA): Integer
  begin
    if Left.Field1 = Right.Field1 then
      begin
        if Left.Field2 = Right.Field2 then
          begin
            Result := CompareValue(Left.Field3, Right.Field3);
          end
        else Result := CompareValue(Left.Field2, Right.Field2);
      end
    else Result := CompareValue(Left.Field1, Right.Field1);
  end
  ));

我只为前三个字段添加了代码，但您会了解如何为更多字段构建自己的比较器。

Answer 2

您要做的最重要的事情是将排序算法与数据分开。这样您就可以针对不同的数据一次又一次地编写或使用单一排序算法

这样做的经典方法是使用比较排序。它们是排序算法，需要一个比较函数来比较两个项目，returns 小于负整数，大于正整数，等于零。

那么，让我们首先为您的数据演示这样一个比较函数。存储多个字段使得编写通用比较器变得困难。最好将字段放在数组中。完成后，您可以使用这样的迭代进行比较 lexicographically：

function CompareIntegerArray(const lhs, rhs: array of Integer): Integer;
var
  i: Integer;
begin
  Assert(Length(lhs) = Length(rhs));
  for i := low(lhs) to high(lhs) do
    if lhs[i] < rhs[i] then
      exit(-1)
    else if lhs[i] > rhs[i] then
      exit(1);

  exit(0);
end;

对于字典顺序，我们首先比较主字段。如果它们不同，我们就会得到答案，否则我们将继续进行第二个领域。等等。这样的算法非常适合迭代，如上所示。

这克服了您的方法中的一个重大弱点，即仅对数组进行一次排序。

一旦你有了这个比较函数，你需要将它包装在一个外部比较函数中，该函数从记录字段中提取数据并填充数组。也许沿着这些路线：

type
  TMyArray = array [1..5] of Integer;

function GetMyArray(const Value: TArrayA): TMyArray;
begin
  Result[1] := Value.Field1;
  Result[2] := Value.Field2;
  ....
end;

function MyCompare(const lhs, rhs: TArrayA): Integer;
begin
  Result := CompareIntegerArray(
    GetMyArray(lhs),
    GetMyArray(rhs)
  );
end;

现在，正如承诺的那样，您可以将此比较函数与通用排序一起使用，例如 TArray.Sort<T> from Generics.Collections. This is an implementation of Quicksort, a comparison sort with average complexity of O(n log n). That will typically yield a huge benefit over your O(n²) bubble sort。

如果可以用实际数组替换记录，生活会更简单。另一个可能有用的选项是向记录添加一个方法，该方法返回一个整数数组，以供在词典比较函数中使用。

回顾一下：

分离数据、比较和排序以方便重复使用和清晰。
使用数组使字典序比较可以通过循环实现。
使用高效的排序算法，例如快速排序。

按多个字段对数组进行排序

Sort arrays by multiple fields

arrays

delphi

sorting

delphi-xe7