Effective C# 原則 26：實作 IComparable 與 IComparer 建立型別排序關係

兩大介面：自然順序與自訂順序

• IComparable：定義型別自然順序（如字串按字典序、數值按大小）。
• IComparer：提供替代排序順序（如依收入排序客戶）。

IComparable 基礎實作與裝箱效能陷阱

public struct Customer : IComparable {
    private readonly string _name;
    public int CompareTo(object right) { // 非型別安全，需型別檢查、裝箱/拆箱
        if (!(right is Customer)) throw new ArgumentException();
        return _name.CompareTo(((Customer)right)._name);
    }
}

排序 N 筆資料平均比較 N log N 次，每次 3 次裝箱/拆箱，效能損失顯著。

最佳化：隱性介面實作 + 型別安全多載

public struct Customer : IComparable {
    // 隱性實作：僅透過 IComparable 參考存取
    int IComparable.CompareTo(object right) {
        if (!(right is Customer)) throw new ArgumentException();
        return CompareTo((Customer)right);
    }
    // 型別安全公開版本：無裝箱，效能最佳
    public int CompareTo(Customer right) => _name.CompareTo(right._name);
}

消費者呼叫 c1.CompareTo(c2) 直接使用型別安全版本；框架排序透過介面呼叫隱性版本，兩全其美。

多載關係運算子：一致性與便利性

public static bool operator <(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) < 0;
public static bool operator <=(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) <= 0;
public static bool operator >(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) > 0;
public static bool operator >=(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) >= 0;

確保運算子行為與 CompareTo 完全一致。

IComparer 實作替代排序：巢狀私有類別 + 惰性單例

public struct Customer : IComparable {
    private static RevenueComparer _revComp;
    public static IComparer RevenueCompare => _revComp ??= new RevenueComparer();

    private class RevenueComparer : IComparer {
        int IComparer.Compare(object left, object right) {
            // 型別檢查後比較 _revenue 欄位
            return ((Customer)left)._revenue.CompareTo(((Customer)right)._revenue);
        }
    }
}

使用方式：customerList.Sort(Customer.RevenueCompare);

排序與相等：兩碼子事

• 排序基於內容（如名稱、金額）。
• 相等基於身分識別（如主鍵 ID）。
• Equals 回傳 false 時，CompareTo 可回傳 0，完全合法。

總結

1. 實作 IComparable 定義自然順序。
2. 隱性介面實作 + 型別安全公開 CompareTo 兼顧框架相容與效能。
3. 多載關係運算子委派給 CompareTo。
4. 需替代順序時，實作 IComparer 並以靜態屬性暴露。