C# 与 F# 中的默认排序

本文关键字：默认 排序 | 更新日期: 2023-09-27 17:59:12

考虑两个代码片段，它们分别按C#和F#对字符串进行排序：

C#：

var strings = new[] { "Tea and Coffee", "Telephone", "TV" };
var orderedStrings = strings.OrderBy(s => s).ToArray();

F#：

let strings = [| "Tea and Coffee"; "Telephone"; "TV" |]
let orderedStrings =
    strings
    |> Seq.sortBy (fun s -> s)
    |> Seq.toArray

这两个代码片段返回不同的结果：

  • C#： 茶和咖啡， 电话， 电视
  • F#：电视、茶和咖啡、电话

在我的特定情况下，我需要关联这两种语言之间的排序逻辑(一种是生产代码，另一种是测试断言的一部分(。这就提出了几个问题：

  • 排序逻辑的差异是否存在根本原因？
  • 在我的情况下，克服这个"问题"的推荐方法是什么？
  • 这种现象是特定于字符串，还是也适用于其他 .NET 类型？

编辑

作为对几个探索性评论的回应，运行下面的片段揭示了更多关于这种排序差异的确切性质：

F#：

let strings = [| "UV"; "Uv"; "uV"; "uv"; "Tv"; "TV"; "tv"; "tV" |]
let orderedStrings =
    strings
    |> Seq.sortBy (fun s -> s)
    |> Seq.toArray

C#：

var strings = new[] { "UV", "Uv", "uv", "uV", "TV", "tV", "Tv", "tv" };
var orderedStrings = strings.OrderBy(s => s).ToArray();

给：

    C#： 电视， 电视，
  • 电视， 电视， 紫外线， uV， 紫外线， 紫外线
    • F#： 电视， 电视， 紫外线， 紫外线，
  • 电视， uV， 紫外线

由于字符的基本顺序不同，字符串的字典顺序不同：

  • C#： "aAbBcCdD...tTuUvV...">
  • F#："ABC..图..扎布克..图夫..">

C# 与 F# 中的默认排序

请参阅语言规范的第 8.15.6 节。

字符串、数组和本机整数具有特殊的比较语义，其他一切都会IComparable是否实现(模化产生相同结果的各种优化(。

特别是，F# 字符串默认使用序号比较，而大多数 .NET 默认使用区域性感知比较。

这显然是 F# 和其他 .NET 语言之间令人困惑的不兼容性，但它确实有一些好处：

  • OCAML 兼容
  • 字符串和字符比较是一致的
    • C# Comparer<string>.Default.Compare("a", "A") // -1
    • C# Comparer<char>.Default.Compare('a', 'A') // 32
    • F# compare "a" "A" // 1
    • F# compare 'a' 'A' // 32

编辑：

请注意，声明"F# 使用区分大小写的字符串比较"具有误导性(尽管并非不正确(。 F# 使用序号比较，这比区分大小写更严格。

// case-sensitive comparison
StringComparer.InvariantCulture.Compare("[", "A") // -1
StringComparer.InvariantCulture.Compare("[", "a") // -1
// ordinal comparison
// (recall, '[' lands between upper- and lower-case chars in the ASCII table)
compare "[" "A"  // 26
compare "[" "a"  // -6

不同的库对字符串的默认比较操作做出不同的选择。F# 严格默认区分大小写，而 LINQ to Objects 不区分大小写。

List.sortWith和Array.sortWith都允许指定比较。Enumerable.OrderBy的超载也是如此.

但是，Seq模块似乎没有等效的模块(并且在 4.6 中没有添加(。

对于具体问题：

排序逻辑的差异是否存在根本原因？

两种排序均有效。在英国的情况下，不敏感似乎更自然，因为这是我们习惯的。但这并不能使它更正确。

在我的情况下，克服这个"问题"的推荐方法是什么？

明确比较的类型。

这种现象是特定于字符串，还是也适用于其他 .NET 类型？

char也将受到影响。以及有多个可能排序的任何其他类型(例如People类型：您可以根据具体要求按姓名或出生日期排序(。

这与

C#与F#无关，甚至与IComparable无关，而只是由于库中不同的排序实现。

TL;DR; 版本是排序字符串可以给出不同的结果：

"tv" < "TV"  // false
"tv".CompareTo("TV")  // -1 => implies "tv" *is* smaller than "TV"

甚至更清楚：

"a" < "A"  // false
"a".CompareTo("A")  // -1 => implies "a" is smaller than "A"

这是因为CompareTo使用当前区域性(请参阅 MSDN(。

我们可以通过一些不同的例子看到这在实践中是如何发挥作用的。

如果我们使用标准的 F# 排序，我们会得到大写优先的结果：

let strings = [ "UV"; "Uv"; "uV"; "uv"; "Tv"; "TV"; "tv"; "tV" ]
strings |> List.sort 
// ["TV"; "Tv"; "UV"; "Uv"; "tV"; "tv"; "uV"; "uv"]

即使我们投射到IComparable，我们也会得到相同的结果：

strings |> Seq.cast<IComparable> |> Seq.sort |> Seq.toList
// ["TV"; "Tv"; "UV"; "Uv"; "tV"; "tv"; "uV"; "uv"]

另一方面，如果我们使用 F# 中的 Linq，我们会得到与 C# 代码相同的结果：

open System.Linq
strings.OrderBy(fun s -> s).ToArray()
// [|"tv"; "tV"; "Tv"; "TV"; "uv"; "uV"; "Uv"; "UV"|]

根据MSDN，OrderBy方法"使用默认比较器默认值比较键"。

默认情况下，F# 库不使用Comparer，但我们可以使用sortWith：

open System.Collections.Generic
let comparer = Comparer<string>.Default

现在，当我们执行此排序时，我们得到的结果与 LINQ OrderBy相同：

strings |> List.sortWith (fun x y -> comparer.Compare(x,y))
// ["tv"; "tV"; "Tv"; "TV"; "uv"; "uV"; "Uv"; "UV"]

或者，我们可以使用内置的 CompareTo 函数，它给出相同的结果： 

strings |> List.sortWith (fun x y -> x.CompareTo(y))
// ["tv"; "tV"; "Tv"; "TV"; "uv"; "uV"; "Uv"; "UV"]

这个故事的寓意：如果您关心排序，请始终指定要使用的特定比较！

感谢@Richard和他的回答为我指明了理解这个问题的方向

我的问题似乎源于没有完全理解 F# 中comparison约束的后果。 这是Seq.sortBy的签名 

Seq.sortBy : ('T -> 'Key) -> seq<'T> -> seq<'T> (requires comparison)

我的假设是，如果'T实现的类型IComparable那么这将用于排序。 我应该先咨询这个问题：F#比较与C#IComparable，其中包含一些有用的参考，但需要进一步仔细阅读才能充分理解正在发生的事情。

所以，尝试回答我自己的问题：

排序逻辑的差异是否存在根本原因？

是的。C#版本似乎使用字符串的IComparable实现，而F#版本则没有。

在我的情况下，克服这个"问题"的推荐方法是什么？

虽然我无法评论这是否"推荐"，但下面order的 F# 函数将使用 IComparable 的实现(如果相关类型上有(：

let strings = [| "UV"; "Uv"; "uV"; "uv"; "Tv"; "TV"; "tv"; "tV" |]
let order<'a when 'a : comparison> (sequence: seq<'a>) = 
    sequence 
    |> Seq.toArray
    |> Array.sortWith (fun t1 t2 ->
        match box t1 with
        | :? System.IComparable as c1 -> c1.CompareTo(t2)
        | _ ->
            match box t2 with
            | :? System.IComparable as c2 -> c2.CompareTo(t1)
            | _ -> compare t1 t2)
let orderedValues = strings |> order

这种现象是特定于字符串，还是也适用于其他 .NET 类型？

显然，comparison约束和IComparable接口之间的关系涉及一些微妙之处。 为了安全起见，我将遵循@Richard的建议，并始终明确比较的类型 - 可能使用上面的函数在排序中使用IComparable"优先级"。

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