List<T>.Sort 在排序列表上是否遭受最坏情况的影响？答案

【问题标题】：Does List<T>.Sort suffer worst case performance on sorted lists?List<T>.Sort 在排序列表上是否遭受最坏情况的影响？
【发布时间】：2012-09-17 16:37:54
【问题描述】：

根据the docsList<T>.Sort使用快速排序算法。我听说如果没有明智地选择枢轴，当在预排序列表上调用时，这可能会表现出最差的性能。

QuickSort 的 .NET 实现是否会在预排序列表上遇到最坏情况？

就我而言，我正在编写一个将对列表进行一些处理的方法。需要对列表进行排序才能使该方法起作用。在大多数使用情况下，列表将通过已经排序，但对顺序进行一些小的更改并非不可能。我想知道在每个方法调用上重新排序列表是否是个好主意。不过很明显，我掉进了premature optimization 的陷阱。

【问题讨论】：

或者我应该在排序之前随机化列表？
.NET 实现无法避免最坏的情况，因为这只是快速排序算法的一个特征。
什么会导致您认为您的数据已排序？还是几乎排序？您能否根据这些标准做出决定？
@dlev 当列表被构建时，它会被正确排序，但是在那之后没有什么可以阻止另一个方法调用Add。
@RichardTowers 在这种情况下，也许您应该阻止其他方法破坏已排序的属性。您可以限制对列表的直接访问，并通过维护排序不变量的方法来调解访问。然后您可以跳过“检查排序然后排序”步骤，因为您可以始终对排序充满信心。这是你的清单；你有权力！

标签： c# performance quicksort

【解决方案1】：

编辑：我已经编辑了问题。

我猜我的问题被问得很糟糕。真的应该是：

List<T>.Sort 在排序列表上的性能最差吗？

答案似乎是“否”。

我做了一些测试，似乎排序列表比随机列表需要更少的比较来排序：https://gist.github.com/3749646

const int listSize = 1000;
const int sampleSize = 10000;

var sortedList = Enumerable.Range(0,listSize).ToList();
var unsortedList = new List<int>(sortedList);

var sortedCount = 0;
sortedList.Sort((l,r) => {sortedCount++; return l - r;});
//sortedCount.Dump("Sorted");
// Returns: 10519   

var totalUnsortedComparisons = 0;
for(var i = 0; i < sampleSize; i++)
{
    var unsortedCount = 0;
    unsortedList.Shuffle();
    unsortedList.Sort((l,r) => {unsortedCount++; return l - r;});
    totalUnsortedComparisons += unsortedCount;
}

//(totalUnsortedComparisons / sampleSize).Dump("Unsorted");
// Returns: 13547

当然，@dlev 提出了一个有效的观点。我不应该让自己陷入不确定我的列表是否已排序的情况。

我已改用SortedList 来避免此问题。

【讨论】：

【解决方案2】：

除非您有硬性指标可以进行比较，否则您将陷入过早的优化陷阱。在循环中运行您的代码超过 1000 次，并使用两种不同的方法收集执行时间，看看哪种方法更快，以及它是否有所作为。

【讨论】：

【解决方案3】：

选择正确的算法并不是过早的优化。

当您的列表已经排序或接近排序时，使用稳定排序是有意义的。 .NET ships with one, LINQ's OrderBy implementation. 不幸的是，它会多次复制您的整个列表，但复制仍然是 O(N)，因此对于非平凡的列表，这仍然会更快。

【讨论】：