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= 自定义排序规则 =

'''自定义排序规则'''是编程中一种强大的技术，允许开发者根据特定需求定义元素的排序方式，而不仅仅依赖于默认的升序或降序排列。它在数据处理、算法设计以及实际业务逻辑中有广泛的应用。

== 介绍 ==

在大多数编程语言中，排序算法（如快速排序、归并排序等）默认按照自然顺序（如数字大小、字典序）排列元素。但在实际开发中，我们常常需要按照自定义的逻辑进行排序，例如：
* 按字符串长度而非字母顺序排序
* 按对象的某个属性排序
* 实现多条件排序（先按年龄，再按姓名）
* 处理特殊业务规则（如VIP用户优先）

自定义排序的核心是通过比较函数（Comparator）来定义元素间的相对顺序。

== 比较函数原理 ==

比较函数通常接收两个参数（a, b），返回一个整数值表示它们的相对顺序：
* 负数：a 应排在 b 前面
* 零：a 和 b 相等
* 正数：a 应排在 b 后面

数学表示为：<math>\text{compare}(a, b) \begin{cases} < 0 & \Rightarrow a \prec b \\ = 0 & \Rightarrow a \sim b \\ > 0 & \Rightarrow a \succ b \end{cases}</math>

== 代码示例 ==

以下是不同语言中实现自定义排序的示例：

=== Python示例 ===
按字符串长度排序：
<syntaxhighlight lang="python">
words = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
# 按长度升序
words.sort(key=lambda x: len(x))
print(words)  # 输出: ['date', 'apple', 'banana', 'cherry']

# 自定义比较函数（Python3需使用functools.cmp_to_key）
from functools import cmp_to_key

def compare(a, b):
    if len(a) != len(b):
        return len(a) - len(b)
    return -1 if a < b else 1  # 长度相同则按字典序降序

words.sort(key=cmp_to_key(compare))
print(words)  # 输出: ['date', 'cherry', 'banana', 'apple']
</syntaxhighlight>

=== Java示例 ===
按学生对象的多字段排序：
<syntaxhighlight lang="java">
import java.util.*;

class Student {
    String name;
    int age;
    
    Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    @Override
    public String toString() { return name + ":" + age; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = Arrays.asList(
            new Student("Alice", 20),
            new Student("Bob", 18),
            new Student("Alice", 18)
        );
        
        // 先按姓名升序，再按年龄降序
        students.sort(Comparator
            .comparing(Student::getName)
            .thenComparing(Student::getAge, Comparator.reverseOrder()));
            
        System.out.println(students); 
        // 输出: [Alice:20, Alice:18, Bob:18]
    }
}
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==

'''案例1：电商商品排序'''
需要实现以下排序规则：
1. 促销商品优先
2. 相同促销状态下，按销量降序
3. 销量相同则按价格升序

'''案例2：任务调度系统'''
任务按以下规则排序：
1. 高优先级任务先执行
2. 相同优先级下，短耗时任务优先
3. 耗时相同则按到达时间（FIFO）

== 高级技巧 ==

=== 稳定排序 ===
当自定义排序可能产生相等元素时（比较函数返回0），稳定排序算法会保持它们原有的相对顺序。这在多条件排序中尤为重要。

<mermaid>
graph TD
    A[原始顺序] --> B[按条件1排序]
    B --> C[按条件2稳定排序]
    C --> D[保持条件1的顺序关系]
</mermaid>

=== 性能考虑 ===
自定义排序的时间复杂度通常与底层排序算法相同（如O(n log n)），但比较函数的复杂度会影响实际性能。对于复杂比较逻辑，可考虑：
1. 预先计算排序键（如Python的key参数）
2. 使用Schwartzian变换（装饰-排序-去装饰模式）

== 常见问题 ==

'''Q：如何实现降序排序？'''
A：反转比较结果的符号，或在支持的语言中使用反向比较器（如Java的Comparator.reverseOrder()）

'''Q：多条件排序时条件优先级如何控制？'''
A：按优先级从低到高进行多次稳定排序，或使用语言提供的链式比较器（如Java的thenComparing）

'''Q：自定义排序是否影响算法稳定性？'''
A：不影响，稳定性取决于排序算法实现而非比较逻辑。但相等的元素（比较返回0）会保持原有顺序。

== 总结 ==

自定义排序规则是编程中的基础但强大的工具，掌握它可以：
* 灵活处理各种业务排序需求
* 优化数据展示效果
* 实现复杂的算法逻辑

通过合理设计比较函数和多条件组合，可以解决绝大多数排序场景的需求。在实际开发中，建议优先使用语言内置的高效排序方法，而非自己实现排序算法。

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