FCL源码中数组类型的学习及排序函数Sort函数的分析

Posted 2020-10-10 又见阿郎

Array 是所有数组的基类
ArrayList 解决了所有Array 类的缺点    能动态扩容, 但是类型不安全的，而是会有装箱与拆箱的性能开销
List<T> 则是解决了ArrayList 类的装箱，拆箱问题, 能够动态扩容，但是所有的顺序结构数据结构的缺点就是数据空间的开辟开销
这三个类都是基于数组实现的, 并没有用到链表的实现.
具体的源码可以通过.NET Reflector 来看。对于内置函数Sort 我一直比较好奇，分析着它的实现应该是快排实现的，分析了下List<T> 的Sort 函数，先看看源码:

代码

 1 private static void IntroSort(T[] keys, int lo, int hi, int depthLimit, IComparer<T> comparer)
 2 {
 3     while (hi > lo)
 4     {
 5         int num = (hi - lo) + 1;
 6         if (num <= 0x10)
 7         {
 8             switch (num)
 9             {
10                 case 1:
11                     return;
12 
13                 case 2:
14                     ArraySortHelper<T>.SwapIfGreater(keys, comparer, lo, hi);
15                     return;
16 
17                 case 3:
18                     ArraySortHelper<T>.SwapIfGreater(keys, comparer, lo, hi - 1);
19                     ArraySortHelper<T>.SwapIfGreater(keys, comparer, lo, hi);
20                     ArraySortHelper<T>.SwapIfGreater(keys, comparer, hi - 1, hi);
21                     return;
22             }
23             ArraySortHelper<T>.InsertionSort(keys, lo, hi, comparer);
24             return;
25         }
26         if (depthLimit == 0)
27         {
28             ArraySortHelper<T>.Heapsort(keys, lo, hi, comparer);
29             return;
30         }
31         depthLimit--;
32         int num2 = ArraySortHelper<T>.PickPivotAndPartition(keys, lo, hi, comparer);
33         ArraySortHelper<T>.IntroSort(keys, num2 + 1, hi, depthLimit, comparer);
34         hi = num2 - 1;
35     }
36 }

FCL的数组类中 内置了专门用来处理排序的一个类 ArraySortHelper<T>。
数组类型的数据结构(不管是List, ArrayList, Array)其Sort 排序函数都是基于ArraySortHelper<T> Sort 函数来排序的。
该函数主要涉及到三种排序算法: 快排, 插入排序, 堆排序, 内省排序
排序数字小于16个，直接使用插入排序
递归深度在32次之内(数字小于4GB)采用快排
大于4GB，则堆排序

看了下源码，不得不佩服那些大神写的框架源码，那些最基本的数据结构和算法在底层的应用这么广，起了这么大的作用，是我们平常使用的函数的基础。