sorting - 如何在Rust中按降序对Vector进行排序？

Question

在Rust中，Vec的排序方法始终将元素从最小到最大排列。从最大到最小排序的通用方法是什么？

如果您有一个数字向量，则可以提供一个键提取函数来像这样“反转”数字:

let mut numbers: Vec<u32> = vec![100_000, 3, 6, 2];
numbers.sort_by_key(|n| std::u32::MAX - n);

但这还不是很清楚，并且要将该方法扩展到其他类型(例如字符串)也不是一件容易的事。

Answer 1

至少有三种方法可以做到这一点。

翻转比较功能

vec.sort_by(|a, b| b.cmp(a))

这样可以切换比较元素的顺序，以便较小的元素在排序功能中显得较大，反之亦然。

具有反向Ord实例的包装器

use std::cmp::Reverse;
vec.sort_by_key(|w| Reverse(*w));

Reverse 是一个通用包装器，它具有 Ord实例，该实例与包装类型的顺序相反。

如果您尝试通过删除 Reverse来返回包含引用的 *，则将导致生命周期问题，与直接在 sort_by_key内部返回引用时相同(另请参见 this question)。因此，此代码段只能与键为 Copy类型的向量一起使用。

排序然后反转

vec.sort();
vec.reverse();

最初，它以错误的顺序排序，然后反转所有元素。

表现

我使用 criterion对这三种方法进行了基准测试，长度为100_000 Vec<u64>。时序结果按上述顺序列出。左边和右边的值分别显示了置信区间的下限和上限，中间值是 criterion的最佳估计。

尽管翻转的比较功能似乎要慢一点，但性能是可比的:

Sorting/sort_1          time:   [6.2189 ms 6.2539 ms 6.2936 ms]
Sorting/sort_2          time:   [6.1828 ms 6.1848 ms 6.1870 ms]
Sorting/sort_3          time:   [6.2090 ms 6.2112 ms 6.2138 ms]

要进行复制，请将以下文件另存为 benches/sort.rs和 Cargo.toml，然后运行 cargo bench。那里还有一个基准，可以检查克隆载体的成本与分拣相比是否无关紧要，只需要几微秒的时间。

fn generate_shuffled_data() -> Vec<u64> {
    use rand::Rng;
    let mut rng = rand::thread_rng();
    (0..100000).map(|_| rng.gen::<u64>()).collect()
}

pub fn no_sort<T: Ord>(vec: Vec<T>) -> Vec<T> {
    vec
}

pub fn sort_1<T: Ord>(mut vec: Vec<T>) -> Vec<T> {
    vec.sort_by(|a, b| b.cmp(a));
    vec
}

pub fn sort_2<T: Ord + Copy>(mut vec: Vec<T>) -> Vec<T> {
    vec.sort_by_key(|&w| std::cmp::Reverse(w));
    vec
}

pub fn sort_3<T: Ord>(mut vec: Vec<T>) -> Vec<T> {
    vec.sort();
    vec.reverse();
    vec
}

use criterion::{black_box, criterion_group, criterion_main, Criterion};

fn comparison_benchmark(c: &mut Criterion) {
    let mut group = c.benchmark_group("Sorting");
    let data = generate_shuffled_data();

    group.bench_function("no_sort", |b| {
        b.iter(|| black_box(no_sort(data.clone())))
    });

    group.bench_function("sort_1", |b| {
        b.iter(|| black_box(sort_1(data.clone())))
    });

    group.bench_function("sort_2", |b| {
        b.iter(|| black_box(sort_2(data.clone())))
    });

    group.bench_function("sort_3", |b| {
        b.iter(|| black_box(sort_3(data.clone())))
    });

    group.finish()
}

criterion_group!(benches, comparison_benchmark);
criterion_main!(benches);

[package]
name = "sorting_bench"
version = "0.1.0"
authors = ["nnnmmm"]
edition = "2018"

[[bench]]
name = "sort"
harness = false

[dev-dependencies]
criterion = "0.3"
rand = "0.7.3"