一个日常 Swift 数组排序引发的 思考

在 Swift 的日常开发中,或多或少会遇到数组排序

笔者最近遇到了一个排序的问题

群里提问之后

一个小总结

你别嫌我菜, 不菜没人爱

Sort

一般的排序 比如:

根据 Person 的 age 进行 升序/降序,一般我们通过 Swift 内置排序 sorted 去解决

image

sorted 会产生新的结果,不影响原有的序列; 而 sort() 会将结果保存在原有的数组中

我不知道你没有思考过这样一个问题

就是

sort 排序的原理是什么?

image

TimSort

Swift 的内置排序算法 sort() 在 Swift5 之后采用了 TimSort,相较于之前的 Introsortstability

什么是 stability

一种排序后维持相等元素的原始顺序的能力

比如

[1, 2, 2', 3] 在排序后变成了 [3, 2', 2, 1]

在真实数据下可能会影响到 排序的先后稳定性

音乐 app 按照 热门度 去排列 hit song

如果不够 stability,那么相同热门度的歌曲,可能每次的排序结果就会有差别

TimSort 也是一种混合算法 ,插入排序O(n^2) + 归并排序O(nlogn), 因为 插入 和 归并都是 stability, 所以 TimSort 也是

TimSort 核心原理是 切割 + 合并

if 元素个数 < 64 {
   插入排序
} else {
   切割成不同的小数组 + 归并排序
}

具体实现可参考 TimSort

所以以此看来,sort 算法的时间复杂度是 O(nlogn)

日常的需求都一个样

笔者的需求是:

有一个 origin list 但信息不全, 要通过 origin list 的 id 数组 去请求具体的 detail list

覆盖 origin list

但是返回的 detail list 并没有按照 ids 的请求顺序排序 (不是升序 / 降序)

需要手动排序

题目可以理解为 :

image

  • ids 数组的长度用 n 表示,把最后想要得到的元素的 数目用 m 表示
  • 本题 n == m

题解1 暴力解法

暴力解法: 双层 for循环, 时间复杂度 O(n^2)

image

题解2 高阶函数

高阶函数:flatMap + filter, 类似暴解,时间复杂度 O(n^2)

由 @SAGES** 提出 :

image

flatMap:

将结果合并为一个新的数组,自动去 nil,同时会把 Optional 的值解包

  • 由于 flatMap 的时间复杂度是 O(n + m)

    • n 表示 ids 的长度,m 表示 result2 的长度
    • m == n,所以 flatMap 本题的时间复杂度为2n
  • filter 的时间复杂度是 O(n)

由于嵌套关系,省略常数,故本解 时间复杂度也为 O(n^2)

题解3 字典映射 + map

先将模型数组 映射到字典, 再 对 ids map 去字典内查找,时间复杂度 O(n)

由 @Damonwo** 提出

image
  • for in 时间复杂度 为 O(n)
  • map 时间复杂度 也是 O(n),字典查找 O(1)常数,忽略不计

总体为 O(2n) => 故 此解法 O(n)

题解4 sort1

笔者开始想用 sort, 奈何对 sort 的理解 如登月一般

停留在表面, so

此解

  • 不利用高阶的时间复杂度为: O(nlogn)
  • 高阶的时间复杂度为:O(nlogn)

由 @冬* 提出

image

此解第一步 将 ids 数组,按照下标映射到 字典内

得到

[23: 1, 77: 2, 56: 3, 9: 0, 87: 4]

最后通过 sorted 闭包 对 person 的 age 进行 index 权重 升序排序

  • 高阶过程
  • step1
    • map 生成多个数组
let map1 = ids.enumerated()
   .map { [$1 : $0] }
   
得到 : [[9: 0], [23: 1], [77: 2], [56: 3], [87: 4]]
时间复杂度 O(n)
  • step2

    • reduce 将元素的值合并成一个新的字典
    • 时间复杂度 O(n)
  • step3

    • merging 子字典 和 总序列 combine
    • 可防止字典有 重复 key 存在 ,如果存在,取旧的 value

最终得到

[77: 2, 9: 0, 87: 5, 56: 4, 23: 1]

所以总的时间为 O(n) + O(n) + O(nlogn) ,取较大的值 即:O(nlogn)

题解5 sort2

此解 同 sort1 的 解法思路大致相同, 时间复杂度 为 O(nlogn)

由 @提拉米不**、提出

image

此解的核心和 sort1 一致,通过获取 person 的 age,在 ids 内的 index 权重 ,进行 sort

优化之后也是将 firstIndex 这一步 放入 map,降低查找时间复杂度


image

思路等同于 sort1

  • for in 时间复杂度 为 O(n)
  • sorted 前面提过 O(nlogn)

所以总的时间为 O(n) + O(nlogn) ,取较大的值 即:O(nlogn)

总结

实际开发中

算法的选择还是很秒的

不考虑 时间复杂度,高阶函数会让 Swift 变的优雅;反之尽量采用 较低的 时间复杂度

尽管是一次小小的条件排序

选择越多

才会分优劣

欢迎分享自己的方法 ~

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