如何对整数数组进行排序

技术背景

在 JavaScript 中，数组的 sort() 方法是一个非常实用的工具，用于对数组元素进行排序。但需要注意的是，sort() 方法默认按照元素的 Unicode 码点值进行排序，也就是将元素转换为字符串后按字典序排序，这对于整数数组来说往往无法得到预期的结果。因此，在对整数数组进行排序时，需要自定义排序规则。

实现步骤

1. 默认排序问题

默认情况下，sort() 方法对整数数组的排序是按字符串比较的。示例如下：

const myArray = [104, 140000, 99];
myArray.sort();
console.log(myArray); // 输出 [104, 140000, 99]

这是因为 sort() 会将数组元素转换为字符串，比较其 Unicode 码点值。对于 104、140000 和 99，先比较第一个字符的 Unicode 码点，1 的码点小于 9，所以 104 和 140000 排在 99 前面。当 104 和 140000 的第一个字符相同时，继续比较下一个字符。

2. 升序排序

要实现整数数组的升序排序，需要为 sort() 方法提供一个比较函数。比较函数接受两个参数 a 和 b，根据返回值决定元素的顺序：

• 如果返回值小于 0，则 a 排在 b 前面。
• 如果返回值等于 0，则 a 和 b 的相对位置不变。
• 如果返回值大于 0，则 b 排在 a 前面。

示例代码如下：

const myArray = [104, 140000, 99];
myArray.sort(function(a, b) {
  return a - b;
});
console.log(myArray); // 输出 [99, 104, 140000]

使用箭头函数可以更简洁地实现：

const myArray = [104, 140000, 99];
myArray.sort((a, b) => a - b);
console.log(myArray); // 输出 [99, 104, 140000]

3. 降序排序

要实现降序排序，只需将比较函数的返回值取反，即将 a - b 改为 b - a。示例如下：

const myArray = [104, 140000, 99];
myArray.sort((a, b) => b - a);
console.log(myArray); // 输出 [140000, 104, 99]

4. 处理特殊值

如果数组中包含 Infinity、NaN 或 undefined 等特殊值，可以使用以下方法处理：

const numArray = [3, 5, -1, 1, NaN, 6, undefined, 2, null];
numArray.sort((a, b) => (+a || 0) - (+b || 0) || 0);
console.log(numArray); // 输出 [-1, null, 1, 2, 3, 5, 6, NaN, undefined]

5. 其他排序算法

除了使用 sort() 方法，还可以使用一些经典的排序算法，如插入排序、选择排序等。

插入排序

function insertionSort(arr) {
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    let target = arr[i];
    let j = i - 1;
    while (j >= 0 && arr[j] > target) {
      arr[j + 1] = arr[j];
      j--;
    }
    arr[j + 1] = target;
  }
  return arr;
}

const numArray = [140000, 104, 99];
const sortedArray = insertionSort(numArray);
console.log(sortedArray); // 输出 [99, 104, 140000]

选择排序

function selectionSort(arr) {
  for (let i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
    let min = i;
    for (let j = i + 1; j < arr.length; j++) {
      if (arr[j] < arr[min]) {
        min = j;
      }
    }
    if (min !== i) {
      let temp = arr[i];
      arr[i] = arr[min];
      arr[min] = temp;
    }
  }
  return arr;
}

const numArray = [140000, 104, 99];
const sortedArray = selectionSort(numArray);
console.log(sortedArray); // 输出 [99, 104, 140000]

核心代码

以下是几种常见的整数数组排序代码示例：

升序排序

const numArray = [140000, 104, 99];
numArray.sort((a, b) => a - b);
console.log(numArray);

降序排序

const numArray = [140000, 104, 99];
numArray.sort((a, b) => b - a);
console.log(numArray);

处理特殊值排序

const numArray = [3, 5, -1, 1, NaN, 6, undefined, 2, null];
numArray.sort((a, b) => (+a || 0) - (+b || 0) || 0);
console.log(numArray);

最佳实践

• 使用箭头函数：箭头函数可以使代码更简洁，尤其是在简单的比较函数中。
• 考虑性能：对于大规模数组，经典排序算法（如插入排序、选择排序）的性能可能不如 sort() 方法。因此，在实际应用中，优先使用 sort() 方法。
• 处理特殊值：在排序前，确保对数组中的特殊值进行处理，避免排序结果不符合预期。

常见问题

1. sort() 方法修改原数组

sort() 方法会直接修改原数组，而不是返回一个新的排序后的数组。如果需要保留原数组，可以先复制一份再进行排序。示例如下：

const originalArray = [104, 140000, 99];
const sortedArray = [...originalArray].sort((a, b) => a - b);
console.log(originalArray); // 原数组不变
console.log(sortedArray); // 排序后的数组

2. 比较函数的性能

在比较函数中，尽量避免使用复杂的计算或函数调用，以免影响排序性能。

3. 兼容性问题

虽然大多数现代浏览器都支持 sort() 方法和箭头函数，但在一些旧版本的浏览器中可能存在兼容性问题。在使用时，建议进行兼容性测试。