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一个日常 Swift 数组排序引发的 思考

一个日常 Swift 数组排序引发的 思考

作者: overla5 | 来源:发表于2020-09-16 23:11 被阅读0次

    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

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    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)

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    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 :

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    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

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    • 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

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    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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