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JavaScript 通用排序函数的实现与优化

碧海醫心

碧海醫心

发布时间:2025-11-07 18:55:01

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来源于php中文网

原创

JavaScript 通用排序函数的实现与优化

javascript 中,当需要对同一数据结构根据不同属性进行排序时,常会遇到编写多个相似排序函数的重复问题。本文将介绍如何通过封装一个通用的 `sortby` 函数来解决此问题,该函数接受一个数组和一个用于提取排序键的函数,从而实现代码复用,提高排序逻辑的灵活性和可维护性。

在构建交互式Web应用,例如待办事项列表(Todo List)时,数据排序是一个常见需求。开发者往往需要根据不同的数据属性(如任务标题、截止日期、优先级等)对列表进行排序。一个常见的初级实践是为每个排序维度编写一个独立的排序函数。例如,一个函数用于按标题排序,另一个用于按日期排序,还有一个用于按优先级排序。尽管这些函数能实现各自的排序目的,但它们的核心逻辑往往高度相似,导致代码重复冗余,降低了代码的可维护性和扩展性。

重复排序函数的问题示例

考虑以下针对 todos 数组的三个排序函数,它们分别按标题、截止日期和优先级进行升序排序:

// 原始的按标题排序函数
function sortTitle(array) {
  return array.sort((a, b) => {
    const titleA = a.title.toUpperCase();
    const titleB = b.title.toUpperCase();
    return (titleA > titleB) - (titleA < titleB); // 简化比较器
  });
}

// 原始的按日期排序函数
function sortDate(array) {
  return array.sort((a, b) => {
    return (a.duedate > b.duedate) - (a.duedate < b.duedate); // 简化比较器
  });
}

// 原始的按优先级排序函数
function sortPrio(array) {
  return array.sort((a, b) => {
    return (a.prio > b.prio) - (a.prio < b.prio); // 简化比较器
  });
}

这些函数虽然功能不同,但其内部的 array.sort() 结构和比较逻辑高度相似。唯一的区别在于访问的属性和对属性值的预处理(例如 toUpperCase())。这种模式表明存在优化的空间。

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通用 sortBy 函数的实现

为了解决上述代码重复问题,我们可以设计一个通用的 sortBy 函数。这个函数将接收两个参数:要排序的数组和用于从数组元素中提取排序键的“键函数”(key function)。这种模式在函数式编程中非常常见,类似于 Schwartzian 变换,其核心思想是在排序前将复杂对象转换为包含排序键的临时结构,排序后再还原。

/**
 * 通用排序函数,根据指定的键函数对数组进行排序。
 * 该函数返回一个新数组,不修改原数组。
 *
 * @param {Array} array - 需要排序的数组。
 * @param {Function} keyFn - 一个函数,接受数组中的一个元素并返回用于排序的键值。
 *                           例如:item => item.title.toUpperCase() 或 item => item.duedate。
 * @returns {Array} 排序后的新数组。
 */
const sortBy = (array, keyFn) => array
    .map(item => [keyFn(item), item]) // 步骤1: 创建 [键值, 原始元素] 对
    .sort((a, b) => { // 步骤2: 根据键值进行排序
        const keyA = a[0];
        const keyB = b[0];
        // 简洁的比较逻辑:
        // 如果 keyA > keyB,结果为 1 - 0 = 1
        // 如果 keyA < keyB,结果为 0 - 1 = -1
        // 如果 keyA == keyB,结果为 0 - 0 = 0
        return (keyA > keyB) - (keyA < keyB);
    })
    .map(pair => pair[1]); // 步骤3: 还原为原始元素数组

sortBy 函数的工作原理

  1. array.map(item => [keyFn(item), item]):

    • 这一步遍历原始数组中的每个 item。
    • 对于每个 item,它调用 keyFn(item) 来提取出用于实际排序的键值(例如,item.title.toUpperCase() 或 item.duedate)。
    • 然后,它创建一个包含 [键值, 原始元素] 的新数组。这样做的好处是,我们避免了在比较器中反复计算键值,并且在排序过程中始终能关联到原始元素,这在处理复杂对象时尤其高效。
  2. .sort((a, b) => (a[0] > b[0]) - (a[0] :

    • 这一步对上一步生成的 [键值, 原始元素] 对数组进行排序。
    • 比较器 (a, b) => (a[0] > b[0]) - (a[0]
    • 如果 a[0] 大于 b[0],a[0] > b[0] 为 true(转换为 1),a[0]
    • 如果 a[0] 小于 b[0],a[0] > b[0] 为 false(转换为 0),a[0]
    • 如果 a[0] 等于 b[0],两者都为 false,结果是 0 - 0 = 0。
  3. 这种比较器避免了冗长的 if/else if 结构,使代码更紧凑。
  4. .map(pair => pair[1]):

    • 在数组排序完成后,我们只需要原始的元素,因此这一步遍历排序后的 [键值, 原始元素] 对,并只返回其中的 原始元素 (pair[1])。

实际应用示例

假设我们有一个 todos 数组,包含多个待办事项对象:

const todos = [
    { id: 1, title: 'Learn JavaScript', duedate: new Date('2023-12-15'), prio: 2 },
    { id: 2, title: 'Build Todo App', duedate: new Date('2023-12-10'), prio: 1 },
    { id: 3, title: 'Refactor Sort', duedate: new Date('2023-12-20'), prio: 3 },
    { id: 4, title: 'Read Book', duedate: new Date('2023-12-12'), prio: 2 },
];

console.log('原始 todos:', todos);

// 按标题字母顺序排序 (不区分大小写)
const sortedByTitle = sortBy(todos, item => item.title.toUpperCase());
console.log('按标题排序:', sortedByTitle);

// 按日期排序 (升序)
const sortedByDate = sortBy(todos, item => item.duedate);
console.log('按日期排序:', sortedByDate);

// 按优先级排序 (升序)
const sortedByPrio = sortBy(todos, item => item.prio);
console.log('按优先级排序:', sortedByPrio);

// 将排序结果应用到 UI 的模拟
// 假设 cleanTodo() 和 showTodos() 是更新 UI 的函数
function updateAndShowTodos(sortedArray) {
    console.log('\n--- UI 更新模拟 ---');
    console.log('当前排序结果:', sortedArray);
    // 实际项目中会在这里调用具体的 UI 更新逻辑,
    // 例如:清除旧列表,然后使用 sortedArray 渲染新列表。
    // cleanTodo(); 
    // showTodos(sortedArray);
}

// 假设有以下事件监听器,现在可以统一调用 sortBy 函数
const titleSortButton = document.getElementById("titleSort"); // 假设存在
const dateSortButton = document.getElementById("dateSort");   // 假设存在
const prioSortButton = document.getElementById("prioSort");   // 假设存在

if (titleSortButton) {
    titleSortButton.addEventListener("click", () => {
        const newTodos = sortBy(todos, item => item.title.toUpperCase());
        updateAndShowTodos(newTodos);
    });
}

if (dateSortButton) {
    dateSortButton.addEventListener("click", () => {
        const newTodos = sortBy(todos, item => item.duedate);
        updateAndShowTodos(newTodos);
    });
}

if (prioSortButton) {
    prioSortButton.addEventListener("click", () => {
        const newTodos = sortBy(todos, item => item.prio);
        updateAndShowTodos(newTodos);
    });
}

优势与注意事项

优势:

  • 代码复用性高: 避免了为每个排序属性编写独立的排序函数,大大减少了代码量,使代码库更加精简。
  • 可维护性强: 排序的核心逻辑集中在一个函数中。任何对排序算法的优化或调整都只需在一个地方进行,降低了维护成本。
  • 灵活性: 仅通过修改 keyFn 参数即可轻松实现新的排序需求,无需修改核心 sortBy 逻辑,提高了代码的适应性。
  • 清晰度: sortBy(array, item => item.property) 的调用方式直观易懂,明确表达了排序意图,提高了代码的可读性。

注意事项:

  • 性能考量: sortBy 函数内部使用了两次 map 和一次 sort 操作。对于非常大的数据集(例如,数万甚至数十万条记录),这会创建两个中间数组,可能带来一定的内存和计算开销。在绝大多数Web应用场景中,这种开销通常可以接受,但在对性能有极致要求的场景下,可能需要评估其影响。
  • 原地排序 vs. 返回新数组: sortBy 函数返回一个新数组,而不是修改原始数组。这符合函数式编程的原则,保持了数据的不可变性,有助于避免副作用和提高代码可预测性。如果确实需要原地修改,可以手动将结果赋值回原变量。
  • 降序排序: 如果需要降序排序,可以通过几种方式实现:
    • 在 keyFn 中对数值型键值取反(例如 item => -item.prio)。
    • 在 sort 比较器中调整 (keyA > keyB) - (keyA keyB)。
    • 更通用的做法是为 sortBy 函数添加一个 descending 参数,并在比较器中根据此参数调整返回值的正负。

总结

通过封装一个通用的 sortBy 函数并结合“键函数”的概念,我们可以有效地管理和优化 JavaScript 中的排序逻辑

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