C# 冒泡、快速、選擇、插入排序算法專案應用 (1) — 委派策略模式實現多型排序

背景

前文實現了針對一維整數陣列的四種排序，但實務專案需對任意物件、依任意條件排序（如航班按時間、商品按價格）。本文改良程式碼，引入委派策略模式，實現通用排序框架。

核心架構

namespace Sorter
{
    // 比較策略委派
    public delegate bool CompareOperation(object objPrev, object objNext);

    // 領域物件：汽車
    public class Car
    {
        public string Name { get; set; }
        public decimal Price { get; set; }
        public Car(string name, decimal price) { Name = name; Price = price; }
        public override string ToString() => $"name:{Name}, price:{Price:c}";

        // 策略實作：按名稱/價格比較
        public static bool OrderByCarName(object a, object b)
            => ((Car)a).Name.CompareTo(((Car)b).Name) < 0;
        public static bool OrderByCarPrice(object a, object b)
            => ((Car)a).Price < ((Car)b).Price;
    }

    // 冒泡排序
    public class BubbleSorter
    {
        public static void Sort(object[] arr, CompareOperation op)
        {
            bool flag;
            for (int i = 1; i < arr.Length; i++)
            {
                flag = false;
                for (int j = arr.Length - 1; j >= i; j--)
                    if (op(arr[j], arr[j - 1]))
                    {
                        var tmp = arr[j]; arr[j] = arr[j - 1]; arr[j - 1] = tmp;
                        flag = true;
                    }
                if (!flag) return;
            }
        }
    }

    // 快速排序
    public class QuickSort
    {
        public static void Sort(object[] arr, CompareOperation op)
            => Sort(arr, op, 0, arr.Length - 1);
        private static void Sort(object[] arr, CompareOperation op, int left, int right)
        {
            if (left >= right) return;
            object mid = arr[(left + right) / 2];
            int i = left - 1, j = right + 1;
            while (true)
            {
                while (op(arr[++i], mid)) ;
                while (op(mid, arr[--j])) ;
                if (i >= j) break;
                Swap(arr, i, j);
            }
            Sort(arr, op, left, i - 1);
            Sort(arr, op, j + 1, right);
        }
        private static void Swap(object[] arr, int i, int j)
        {
            var t = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = t;
        }
    }

    // 選擇排序
    public class SelectionSort
    {
        public static void Sort(object[] arr, CompareOperation op)
        {
            for (int i = 0; i < arr.Length - 1; i++)
            {
                int min = i;
                for (int j = i + 1; j < arr.Length; j++)
                    if (op(arr[j], arr[min])) min = j;
                var t = arr[i]; arr[i] = arr[min]; arr[min] = t;
            }
        }
    }

    // 插入排序
    public class InsertSort
    {
        public static void Sort(object[] arr, CompareOperation op)
        {
            for (int i = 1; i < arr.Length; i++)
            {
                object t = arr[i];
                int j = i;
                while (j > 0 && op(t, arr[j - 1]))
                {
                    arr[j] = arr[j - 1];
                    j--;
                }
                arr[j] = t;
            }
        }
    }
}

設計亮點

• CompareOperation 委派 解耦排序演算法與比較邏輯。
• 策略靜態方法 (OrderByCarName, OrderByCarPrice) 封裝領域比較規則。
• 四大經典排序皆支援任意物件陣列與任意比較策略。