Swift之深入解析如何进行多重条件排序

Posted 2022-01-06 Forever_wj

一、前言

• 在一个条件或者单个属性上进行排序非常简单， Swift 本身就有相关的功能。
• 如下所示，对 int 数组进行排序的例子：

let numbers = [3, 5, 6, 1, 8, 2]
let sortedNumbers = numbers.sorted  (lhs, rhs) in
    return lhs < rhs


// [1, 2, 3, 5, 6, 8]

• 但有时需要根据多个条件或属性来进行排序，那么该怎么处理呢？为了演示这一点，我们可以创建一个结构体来说明。如下所示，现有一个简单的 BlogPost 结构体，它包含帖子标题和两个统计数据，即浏览次数 pageView 和会话持续时间 sessionDuration：

struct BlogPost 
    let title: String
    let pageView: Int
    let sessionDuration: Double

• Sample 数据：

extension BlogPost 
    static var examples: [BlogPost] = [
        BlogPost(title: "Alice",  pageView: 1, sessionDuration: 3),
        BlogPost(title: "Peter",  pageView: 1, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Kofi",   pageView: 1, sessionDuration: 1),
        BlogPost(title: "Akosua", pageView: 5, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Abena",  pageView: 4, sessionDuration: 10)
    ]

• 如果想查看哪些文章表现良好，可以按照浏览次数对它们直接进行排序，但是很多帖子都不那么流行，页面浏览量也一样。在这种情况下，需要根据另一个条件或属性来进行进一步的排序。下面来分析一下多属性排序，它们有各种各样的方法来解决这个问题，这里只展示没有任何复杂概念的最基本的方法，一旦了解了基本原理，就可以随心所欲地进阶。

二、多条件排序

• 多条件排序是指比较第一个条件的排序，只有当第一个条件相等时，才转到下一个条件，直到找到一个不相等的条件。
• 伪代码如下所示：

let sortedObjects = objects.sorted  (lhs, rhs) in
    for (lhsCriteria, rhsCriteria) in [(lhsCrtria1, rhsCriteria1), (lhsCrtria2, rhsCriteria2), (lhsCrtria3, rhsCriteria3), ... , (lhsCrtriaN, rhsCriteriaN)]  // ① 
        if lhsCriteria == rhsCriteria   // ②
            continue
        
        return lhsCriteria < rhsCriteria // ③
    

• • ① 从最重要的一个（也就是第一个）开始，循环遍历条件列表；
• • ② 如果这个顺序条件相等，不能根据它来决定顺序，就跳到下一个条件；
• • ③ 如果可以根据条件决定两个对象之间的顺序，就停止并返回结果。

三、按照两个字段对 object 数组进行排序

• 使用前面提到的场景，我们希望根据表现对 BlogPost 进行排序，表现取决于页面浏览次数 pageView，如果浏览次数相同，再看 sessionDuration。
• 如下所示，是上一个例子中用到的 BlogPost 结构体和对应的 sample 数据：

struct BlogPost 
    let title: String
    let pageView: Int
    let sessionDuration: Double


extension BlogPost 
    static var examples: [BlogPost] = [
        BlogPost(title: "Alice",  pageView: 1, sessionDuration: 3),
        BlogPost(title: "Peter",  pageView: 1, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Kofi",   pageView: 1, sessionDuration: 1),
        BlogPost(title: "Akosua", pageView: 5, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Abena",  pageView: 4, sessionDuration: 10)
    ]

• 衡量表现的方法可以翻译成下面这样的代码：

let popularPosts = BlogPost.examples.sorted  (lhs, rhs) in if lhs.pageView == rhs.pageView  // ① return lhs.sessionDuration > rhs.sessionDuration 

  return lhs.pageView > rhs.pageView // ②

• • ① 如果博客文章有相同的访问次数，使用访问时间；
• • ② 如果访问次数不相等，可以直接根据访问次数来排序（使用降序）。
• 排序的结果：

[BlogPost(title: "Akosua", pageView: 5, sessionDuration: 2.0), 
BlogPost(title: "Abena",   pageView: 4, sessionDuration: 10.0), 
BlogPost(title: "Alice",   pageView: 1, sessionDuration: 3.0), 
BlogPost(title: "Peter",   pageView: 1, sessionDuration: 2.0), 
BlogPost(title: "Kofi",    pageView: 1, sessionDuration: 1.0)]

四、按照多个字段对 object 数组进行排序

• 不难发现，根据两个条件来排序非常简单，让我们引入更多的条件，如果博客文章的表现相同，按照 title 排序，添加更多的 sample 数据：

extension BlogPost 
    static var examples2: [BlogPost] = [
        BlogPost(title: "Zoo",    pageView: 5, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Alice",  pageView: 1, sessionDuration: 3),
        BlogPost(title: "Peter",  pageView: 1, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Kofi",   pageView: 1, sessionDuration: 1),
        BlogPost(title: "Akosua", pageView: 5, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Abena",  pageView: 4, sessionDuration: 10),
        BlogPost(title: "Angero", pageView: 1, sessionDuration: 2)
    ]

• 两个条件和三个条件没什么区别，可以沿用相同的逻辑：

let popularPosts = BlogPost.examples2.sorted  (lhs, rhs) in
    if lhs.pageView == rhs.pageView 
    	// 添加另一个if来检查博客文章是否具有相同的会话持续时间，如果它们具有相同的页面浏览次数和会话持续时间，则按标题对它们进行排序
        if lhs.sessionDuration == rhs.sessionDuration  
            return lhs.title < rhs.title
               
        return lhs.sessionDuration > rhs.sessionDuration
    
    
    return lhs.pageView > rhs.pageView

• 排序结果：

[BlogPost(title: "Akosua", pageView: 5, sessionDuration: 2.0),
 BlogPost(title: "Zoo",    pageView: 5, sessionDuration: 2.0),
 BlogPost(title: "Abena",  pageView: 4, sessionDuration: 10.0),
 BlogPost(title: "Alice",  pageView: 1, sessionDuration: 3.0),
 BlogPost(title: "Angero", pageView: 1, sessionDuration: 2.0),
 BlogPost(title: "Peter",  pageView: 1, sessionDuration: 2.0),
 BlogPost(title: "Kofi",   pageView: 1, sessionDuration: 1.0)]

• 可以对两个和三个条件使用相同的逻辑，这里唯一的问题是，条件越多，需要的嵌套就越多。如下所示，这是一个多条件的例子，可能会导致 pyramid of doom：

let popularPosts = BlogPost.examples2.sorted  (lhs, rhs) in
    if lhs.pageView == rhs.pageView 
        if lhs.sessionDuration == rhs.sessionDuration  
            if lhs.nextCriteria == rhs.nextCriteria  
                if lhs.nextCriteria == rhs.nextCriteria  
                    ....
                

                ...
            

            ...
           
        return lhs.sessionDuration > rhs.sessionDuration
    
    return lhs.pageView > rhs.pageView

五、按照 N 个字段对 object 数组进行排序

• 为了避免 pyramid of doom，再看看之前的伪代码：

let sortedObjects = objects.sorted  (lhs, rhs) in
    for (lhsCriteria, rhsCriteria) in [(lhsCrtria1, rhsCriteria1), (lhsCrtria2, rhsCriteria2), (lhsCrtria3, rhsCriteria3), ... , (lhsCrtriaN, rhsCriteriaN)] 
        if lhsCriteria == rhsCriteria 
            continue
        

        return lhsCriteria < rhsCriteria
    

• 上面的代码不是解决类似问题的唯一方式，不过关键思路是相似的，关键思路就是把多个条件打包到一个集合当中去遍历：

extension BlogPost 
    static var examples2: [BlogPost] = [
        BlogPost(title: "Zoo",    pageView: 5, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Alice",  pageView: 1, sessionDuration: 3),
        BlogPost(title: "Peter",  pageView: 1, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Kofi",   pageView: 1, sessionDuration: 1),
        BlogPost(title: "Akosua", pageView: 5, sessionDuration: 2),
        BlogPost(title: "Abena",  pageView: 4, sessionDuration: 10),
        BlogPost(title: "Angero", pageView: 1, sessionDuration: 2)
    ]


typealias AreInIncreasingOrder = (BlogPost, BlogPost) -> Bool // ①
    
let popularPosts = BlogPost.examples2.sorted  (lhs, rhs) in    
    let predicates: [AreInIncreasingOrder] = [ // ②
         $0.pageView > $1.pageView ,
         $0.sessionDuration > $1.sessionDuration,
         $0.title < $1.title 
    ]
    
    for predicate in predicates  // ③
        if !predicate(lhs, rhs) && !predicate(rhs, lhs)  // ④
            continue // ⑤
        
        
        return predicate(lhs, rhs) // ⑥
    
    
    return false

• 分析说明：
• • ① 声明一个别名 AreInIncreasingOrder 用来匹配排序闭包，这可以提高对谓词集合声明的可读性；
• • ② 声明一个谓词集合；
• • ③ 遍历这个谓词集合；
• • ④ 这里是关键逻辑，想要检查条件是否能决定博文顺序，但是 AreInIncreasingOrder 返回了一个布尔值，我们应该如何判断它们是否相等? 先来看看定义，AreInIncreasingOrder 是一个谓词，它会在第一个参数能决定顺序时返回 true 否则返回 false，两个变量只有在各自都不是升序时才相等；这意味着无论参数顺序如何，谓词都必须是 false，换言之 lhs.pageView < rhs.pageView 和 rhs.pageView < lhs.pageView 必须等于 false 才能决定顺序相等，这就是 !predicate(lhs, rhs) && !predicate(rhs, lhs) 这句代码的意思；
• • ⑤ 如果顺序相等，那么 continue 到下一个谓词；
• • ⑥ 如果顺序不相等，那么可以用这个谓词来排序。
• 排序结果：

[BlogPost(title: "Akosua", pageView: 5, sessionDuration: 2.0), 
 BlogPost(title: "Zoo",    pageView: 5, sessionDuration: 2.0), 
 BlogPost(title: "Abena",  pageView: 4, sessionDuration: 10.0), 
 BlogPost(title: "Alice",  pageView: 1, sessionDuration: 3.0), 
 BlogPost(title: "Angero", pageView: 1, sessionDuration: 2.0), 
 BlogPost(title: "Peter",  pageView: 1, sessionDuration: 2.0),
 BlogPost(title: "Kofi",   pageView: 1, sessionDuration: 1.0)]