JavaScript是一门多才多艺的语言，为开发人员提供了一系列用于数据操作的内置方法，包括对数组进行排序。本文深入探讨了Array.prototype.sort()方法的复杂性，展示了它在各种场景中的应用，同时检查了其局限性和注意事项。通过本文，你将深入了解JavaScript中数组的排序，包括单一和多重排序标准、区分大小写和不区分大小写的排序，以及原地排序的影响。
基本用法
Array.prototype.sort()方法是JavaScript的内置函数，旨在方便地对数组元素进行排序。默认情况下，它以升序排列数组元素，将它们视为字符串并比较它们的UTF-16代码单元值。要使用sort()，只需在要排序的数组上调用它。例如：
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const fruits = ['banana', 'apple', 'mango', 'kiwi'];
fruits.sort();
console.log(fruits); // 输出: ["apple", "banana", "kiwi", "mango"]虽然这种默认行为对于简单的情况可能足够，但通常需要进行定制以满足特定的排序要求。在接下来的部分中，我们将探讨如何使用比较函数定制sort()方法，并检查各种排序场景，以了解其应用和能力。
比较函数的作用
在JavaScript中，比较函数在定制sort()方法的排序行为方面起着关键作用。通过将自定义比较函数作为参数提供，开发人员可以为其特定用例定义精确的排序标准。该函数通常接受两个参数，表示为a和b，并根据所需的顺序返回负值、正值或零。如果返回值小于0，则a应在b之前；如果大于0，则a应在b之后；如果等于0，则a和b的顺序无关紧要。这种灵活的方法有助于精确控制排序过程，适应数字、字符串、对象或自定义数据类型的排序，以及升序或降序。
数字排序
默认情况下，Array.prototype.sort()方法将元素视为字符串，可能导致在排序数字时出现意外结果。例如，对包含整数的数组（例如[10, 5, 100, 30]）进行排序可能导致[10, 100, 30, 5]这样的不希望的结果。
这是因为元素被视为字符串，并根据它们的UTF-16代码单元值按字典顺序比较。为了正确排序数字，需要使用自定义比较函数。这个函数不需要像排序字符串值那样返回0、-1或1；相反，它可以从b中减去a。
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const numbers = [10, 5, 100, 30];
numbers.sort((a, b) => a - b);
console.log(numbers); // 输出: [5, 10, 30, 100]在这里，比较函数(a, b) => a - b计算两个数值之间的差异，确保升序排列。要进行降序排序，反转操作：(a, b) => b - a。这种对数字进行排序的简单方法同样适用于浮点数。
字母顺序排序
在对水果数组进行排序时，由于所有字符串都是ASCII字符且大小写相同，因此默认的字典排序足够了。考虑一个不同的数组：
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const fruits = ["banana", "apple", "Mango", "kiwi"];
fruits.sort();
console.log(fruits); // 输出: ['Mango', 'apple', 'banana', 'kiwi']在这种情况下，由于大写的"M"在UTF-16刻度上位于所有小写字符之前，顺序是不正确的。如果数组包含非英语的语言字符串，排序结果可能也不准确。
为了解决这个问题，使用String.prototype.localeCompare方法。它返回一个数字，指示参考字符串在排序顺序中是在给定字符串之前、之后还是相等。该方法的第三个参数sensitivity允许进行不区分大小写的排序。
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const fruits = ["banana", "apple", "Mango", "kiwi"];
fruits.sort((a, b) => a.localeCompare(b, undefined, { sensitivity: "base" }));
console.log(fruits); // 输出: ['apple', 'banana', 'kiwi', 'Mango']将sensitivity设置为base执行不区分大小写的排序，忽略重音差异。对于考虑重音差异的不区分大小写排序，将sensitivity设置为accent。
在某些浏览器（如Chrome）中，localeCompare()默认为根据浏览器的语言环境进行不区分大小写的排序，但这种行为在所有环境中并非保证一致。
按对象属性对对象数组进行排序
按照特定属性值对对象数组进行排序是JavaScript开发中的常
见需求。为实现这一点，请向Array.prototype.sort()方法提供一个自定义比较函数，比较两个对象的属性值并相应地对它们进行排序。
考虑一个包含人员姓名和年龄属性的对象数组的例子：
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const people = [
{ name: 'Alice', age: 30 },
{ name: 'Bob', age: 25 },
{ name: 'Charlie', age: 35 }
];
people.sort((a, b) => a.age - b.age);
console.log(people);
/* 输出: [
{ name: "Bob", age: 25 },
{ name: "Alice", age: 30 },
{ name: "Charlie", age: 35 },
]; */在这里，比较函数(a, b) => a.age - b.age根据它们的年龄属性以升序排序对象。
按多个属性对对象数组进行排序
要根据多个属性对对象数组进行排序，将自定义比较函数扩展到在第一个属性值相等时比较其他属性值。使用逻辑OR运算符按优先级顺序定义每个属性的排序标准：
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const people = [
{ name: 'Alice', age: 30 },
{ name: 'Bob', age: 30 },
{ name: 'Charlie', age: 35 },
{ name: 'David', age: 30 }
];
people.sort((a, b) => a.age - b.age || a.name.localeCompare(b.name));
console.log(people);
/* 输出: [
{ name: "Alice", age: 30 },
{ name: "Bob", age: 30 },
{ name: "David", age: 30 },
{ name: "Charlie", age: 35 },
]; */在这个例子中，比较函数首先比较年龄属性值。如果相等，它然后使用localeCompare()比较名字属性值，以确保按升序的字典顺序进行排序。对象按年龄升序排序，如果年龄相等，则按名字升序排序。
按照特定顺序对对象数组的对象属性进行排序
在某些情况下，需要按照特定顺序对对象数组进行排序。例如，可能希望根据地址以特定方式对人员进行排序。为实现这一点，请定义一个addressOrder数组，指定地址的顺序，并创建一个compareObjects函数，获取在addressOrder数组中比较的属性的索引。
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const data = [
{ name: "John", age: 30, address: "123 Main St" },
{ name: "Jane", age: 25, address: "456 Elm St" },
{ name: "Bob", age: 40, address: "789 Oak St" },
];
const addressOrder = ["456 Elm St", "123 Main St", "789 Oak St"];
const compareObjects = (a, b) => {
const aIndex = addressOrder.indexOf(a.address);
const bIndex = addressOrder.indexOf(b.address);
return aIndex - bIndex;
};
data.sort(compareObjects);
console.log(data);
/* 输出: [
{ name: "Jane", age: 25, address: "456 Elm St" },
{ name: "John", age: 30, address: "123 Main St" },
{ name: "Bob", age: 40, address: "789 Oak St" },
]; */由于索引是数值的，因此一个简化的数值比较函数就足够了。
请注意，该实现假设数据数组中的所有地址属性都在addressOrder数组中。如果数据数组包含不在addressOrder中的属性，请相应地修改compareObjects函数。
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const data = [
{ name: 'John', age: 30, address: '123 Main St' },
{ name: 'Jane', age: 25, address: '456 Elm St' },
{ name: 'Bob', age: 40, address: '789 Oak St' },
{ name: 'Alice', age: 35, address: '1001 Maple St' },
];
const addressOrder = ['456 Elm St', '123 Main St', '789 Oak St'];
const compareObjects = (a, b) => {
const aIndex = addressOrder.indexOf(a.address);
const bIndex = addressOrder.indexOf(b.address);
if (aIndex === -1 && bIndex !== -1) {
return 1;
} else if (aIndex !== -1 && bIndex === -1) {
return -1;
} else if (aIndex === -1 && bIndex === -1) {
return a.address.localeCompare(b.address);
} else {
return aIndex - bIndex;
}
};
data.sort(compareObjects);
console.log(data);
/* 输出: [
{ name: "Jane", age: 25, address: "456 Elm St" },
{ name: "John", age: 30, address: "123 Main St" },
{ name: "Bob", age: 40, address: "789 Oak St" },
{ name: 'Alice', age: 35, address: '1001 Maple St' },
]; */在这里，'Alice'的对象具有地址'1001 Maple St'，不在addressOrder数组中。compareObjects函数检查索引值是否为-1。如果两个对象的地址都不在addressOrder数组中，它使用localeCompare()对它们按字典顺序进行排序。如果只有一个地址找不到，它将该对象放在排序后数组的末尾。
Array.prototype.sort()的局限性和注意事项
尽管Array.prototype.sort()是一种多才多艺且方便的数组排序方法，但开发人员应注意其中的限制和注意事项。
首先，默认的排序行为是按字典顺序进行的，对于数字或混合类型的数组可能会产生意外的结果。通常需要使用自定义比较函数来获得所需的排序顺序。
其次，sort()不能保证是稳定的，这意味着具有相等排序键的元素可能不会保留它们的原始顺序。虽然一些JavaScript引擎，如V8，实现了稳定排序，但这种行为在所有环境中并不一致。
第三，sort()的性能取决于JavaScript引擎和使用的排序算法。在某些情况下，内置的排序方法可能不是处理大型数据集或特定排序要求最高效的解决方案。
最后，sort()执行原地排序，修改原始数组而不是创建一个新的排序数组。虽然这种方法在内存效率上很好且通常是可取的，但也存在潜在的后果。一个后果是元素的原始顺序丢失，因为在排序过程中直接修改了原始数组。在需要保留原始顺序的情况下，建议在排序之前创建数组的副本。另一个后果是，在多个对同一数组的引用存在时，原地排序可能无意中影响应用程序的其他部分。
值得注意的是，存在sort()的不可变版本 - Array.prototype.toSorted()，尽管在一些主要浏览器中支持有限。它已经达到了TC39进程的第4阶段，并预计将在即将发布的ECMAScript版本 - ECMAScript 2023中包含。
结论
精通JavaScript中的数组排序是任何开发人员都应具备的宝贵技能。本指南对Array.prototype.sort()方法进行了广泛探讨，涵盖了基本用法、自定义比较函数，并解决了其中的限制和注意事项。通过理解和应用这些概念，你可以有效地根据应用程序的需求调整排序逻辑。随着您不断提升JavaScript技能，考虑排序选择的影响，并探索其他技术和库以获得最高效和准确的结果。