為什么使用Linq-to-Objects進行排序將商品與其自身進行比較？

Question

考慮以下使用LINQ OrderBy和ThenBy簡單代碼：

static void Main()
{
  var arr1 = new[] { "Alpha", "Bravo", "Charlie", };

  var coStr = Comparer<string>.Create((x, y) =>
  {
    Console.WriteLine($"Strings: {x} versus {y}");
    return string.CompareOrdinal(x, y);
  });

  arr1.OrderBy(x => x, coStr).ToList();

  Console.WriteLine("--");

  var arr2 = new[]
  {
    new { P = "Alpha", Q = 7, },
    new { P = "Bravo", Q = 9, },
    new { P = "Charlie", Q = 13, },
  };

  var coInt = Comparer<int>.Create((x, y) =>
  {
    Console.WriteLine($"Ints: {x} versus {y}");
    return x.CompareTo(y);
  });

  arr2.OrderBy(x => x.P, coStr).ThenBy(x => x.Q, coInt).ToList();
}

這只是使用一些比較器，將比較的內容寫到控制台。

在我的框架的硬件和版本（.NET 4.6.2）上，輸出如下：

Strings: Bravo versus Alpha
Strings: Bravo versus Bravo
Strings: Bravo versus Charlie
Strings: Bravo versus Bravo
--
Strings: Bravo versus Alpha
Strings: Bravo versus Bravo
Ints: 9 versus 9
Strings: Bravo versus Charlie
Strings: Bravo versus Bravo
Ints: 9 versus 9

我的問題是： 為什么他們將查詢中的項目與其自身進行比較？

在第一種情況下，在--分隔符之前，它們進行了四個比較。 其中兩個將條目與其自身進行比較（“字符串：Bravo與Bravo”）。 為什么？

在第二種情況下，永遠都不需要訴諸於Q特性（整數）。 因為在P值中沒有重復項（按順序比較），所以永遠不需要從ThenBy搶七。 我們仍然兩次看到“整數：9對9”。 為什么要使用具有相同參數的ThenBy比較器？

注意：任何比較器都必須在與自己進行比較時返回0 。 因此，除非該算法只想檢查我們是否正確實現了一個比較器（無論如何它永遠無法完全完成），那是怎么回事？

請注意：在我的示例中，查詢產生的元素中沒有重復項。

我在另一個示例中看到了相同的問題，該示例從查詢中產生了更多的條目。 以上我僅舉一個小例子。 這種情況也會產生偶數個元素。

Answer 1

在OrderBy使用的QuickSort方法的參考源中，您可以看到以下兩行：

while (i < map.Length && CompareKeys(x, map[i]) > 0) i++;
while (j >= 0 && CompareKeys(x, map[j]) < 0) j--;

這些while循環將一直運行，直到它們找到的元素不再比“ x指向的元素“更大”（分別為“更少”）。 因此，當比較相同的元素時，它們將斷開。

我無法證明它是數學的，但是我想避免比較相同的元素會使算法更加復雜，並且引入的開銷比單次比較更會影響性能。
（請注意，您的比較器應足夠聰明地實現，以針對相同的元素快速返回0 ）

Answer 2

在第一種情況下，在-分隔符之前，它們進行了四個比較。 其中兩個將條目與其自身進行比較（“字符串：Bravo與Bravo”）。 為什么？

效率。 當然，可以檢查對象本身不是首先，但是這意味着對每個比較都進行額外的操作，以避免出現相對較少且在大多數情況下非常便宜的情況（大多數比較器都是這樣）。 那將是凈虧損。

（順便說一句，我確實對算法進行了這樣的更改進行了實驗，在進行測量時，使用常規比較（例如默認int比較器）確實確實是效率下降）。

在第二種情況下，永遠都不需要訴諸於Q特性（整數）。 因為在P值中沒有重復項（按順序比較），所以永遠不需要從ThenBy搶七。 我們仍然兩次看到“整數：9對9”。 為什么要使用具有相同參數的ThenBy比較器？

誰說沒有重復？ 內部比較有兩件事（不一定是引用類型，因此對引用標識的短路並非總是一種選擇），並且要遵循兩個規則。 第一條規則需要平手，所以平局就完成了。

該代碼旨在用於第一次比較可能具有相等值的情況。

如果知道OrderBy不會有相等的值，那么這是一個知道不要使用不必要的ThenBy的人，因為他們是可能知道這一點的人。

Answer 3

好的，讓我們在這里看看可能性：

1. T是一個值類型

   為了檢查是否將一個項目與其自身進行比較，它首先需要檢查兩個項目是否相同。 你會怎么做？

   如果項目不相同，則可以先調用Equals ，然后再調用CompareTo 。 您真的要這么做嗎？ Equals的成本將與比較的成本大致相同，因此您實際上將使訂購成本加倍的原因是什么？ OrderBy只是比較所有項目，期間。

2. T是參考類型

   c＃不允許您僅使用通用約束進行重載，因此您需要在運行時檢查T是否為引用類型，然后調用將改變上述行為的特定實現。 您是否要在每種情況下都承擔該費用？ 當然不是。

   如果比較昂貴，則在比較邏輯中實現參考優化，以避免在將項目與其自身進行比較時產生愚蠢的成本，但是該選擇必須由您自己決定。 我很確定string.CompareTo正是這樣做的。

我希望這可以使我的答案更清楚，對以前的簡短回答感到抱歉，我的推理沒有那么明顯。

Answer 4

簡單來說，情況1

var coStr = Comparer<string>.Create((x, y) =>
{
    Console.WriteLine($"Strings: {x} versus {y}");
    return string.CompareOrdinal(x, y);
});

我們只是在比較元素，如果結果為0，則沒有條件可以忽略。因此，Console.WriteLine條件與比較的輸出無關。 如果您像下面那樣更改代碼

var coStr = Comparer<string>.Create((x, y) =>
{
   if (x != y)
      Console.WriteLine($"Strings: {x} versus {y}");
   return string.CompareOrdinal(x, y);
});

您的輸出將像

Strings: Bravo versus Alpha
Strings: Bravo versus Charlie

對於第二條語句，我們正在檢查兩者的輸出是否相同，因此對於字符串比較，將返回0，然后進行比較，因此將其取為1並輸出所需的值。 希望它清除您的疑慮:)