PHP排序稳定性实例分析

# PHP排序稳定性实例分析

## 摘要
本文深入探讨PHP中排序算法的稳定性问题，通过实际代码示例分析不同排序函数在稳定性和性能上的表现，帮助开发者根据业务场景选择最合适的排序方案。

## 目录
1. [排序稳定性基本概念](#一排序稳定性基本概念)
2. [PHP内置排序函数概览](#二php内置排序函数概览)
3. [稳定性测试实验设计](#三稳定性测试实验设计)
4. [各排序函数稳定性实测](#四各排序函数稳定性实测)
5. [自定义稳定排序实现](#五自定义稳定排序实现)
6. [性能与稳定性权衡](#六性能与稳定性权衡)
7. [实际应用场景建议](#七实际应用场景建议)
8. [总结与展望](#八总结与展望)

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## 一、排序稳定性基本概念

### 1.1 什么是排序稳定性
排序稳定性指当待排序序列中存在相同关键字的记录时，排序后这些记录的相对次序是否保持不变。例如：

```php
$users = [
    ['name' => 'Alice', 'age' => 25],
    ['name' => 'Bob',   'age' => 30],
    ['name' => 'Alice', 'age' => 20] 
];

// 稳定排序后（按name）
[
    ['name' => 'Alice', 'age' => 25],
    ['name' => 'Alice', 'age' => 20],
    ['name' => 'Bob',   'age' => 30]
]

1.2 稳定性为何重要

• 多条件排序：先按次要条件排序，再按主要条件排序时
• 日志处理：需要保持相同时间戳事件的原始顺序
• 电商排序：相同价格商品保持上架时间顺序

二、PHP内置排序函数概览

2.1 常用排序函数对比

2.2 底层实现原理

PHP7+的排序函数主要使用： - 快速排序（非稳定） - 归并排序（稳定） - 插入排序（小数据量稳定）

三、稳定性测试实验设计

3.1 测试数据集

$employees = [
    ['id' => 101, 'name' => 'John', 'department' => 'Sales'],
    ['id' => 102, 'name' => 'Alice', 'department' => 'IT'],
    ['id' => 103, 'name' => 'Bob', 'department' => 'Sales'],
    ['id' => 104, 'name' => 'John', 'department' => 'HR'],
    ['id' => 105, 'name' => 'Alice', 'department' => 'Finance']
];

3.2 测试方法

1. 记录原始顺序的id
2. 按name字段排序
3. 检查相同name记录的id顺序是否变化

四、各排序函数稳定性实测

4.1 sort()函数测试

$copy = $employees;
sort($copy);
// 结果：相同name的记录id顺序被打乱

4.2 asort()测试

$copy = $employees;
asort($copy);
// 结果：保持原始插入顺序（稳定）

4.3 usort()测试

usort($employees, function($a, $b) {
    return strcmp($a['name'], $b['name']);
});
// 结果：PHP7+稳定，早期版本不稳定

4.4 多字段排序测试

array_multisort(
    array_column($employees, 'name'), SORT_ASC,
    array_column($employees, 'id'), SORT_ASC,
    $employees
);
// 结果：完全稳定排序

五、自定义稳定排序实现

5.1 Schwartzian变换

function stableSort(array $array, callable $compare) {
    $tied = [];
    array_walk($array, function(&$item, $idx) use (&$tied) {
        $tied[$idx] = $item;
    });
    
    uasort($tied, function($a, $b) use ($compare) {
        return $compare($a, $b) ?: ($a['original_pos'] - $b['original_pos']);
    });
    
    return array_values($tied);
}

5.2 保持索引的归并排序

function mergeSortStable(array $arr) {
    if (count($arr) <= 1) {
        return $arr;
    }
    
    $mid = (int)(count($arr)/2);
    $left = array_slice($arr, 0, $mid);
    $right = array_slice($arr, $mid);
    
    return mergeStable(
        mergeSortStable($left),
        mergeSortStable($right)
    );
}

六、性能与稳定性权衡

6.1 基准测试结果（PHP 8.2）

6.2 选择建议

• 大数据量优先性能：sort()
• 需要稳定性：asort()或array_multisort
• 复杂条件：自定义稳定排序

七、实际应用场景建议

7.1 电商商品排序

// 先按上架时间排序（稳定）
usort($products, fn($a,$b) => $a['listed_at'] <=> $b['listed_at']);

// 再按价格排序（保持上架顺序）
usort($products, fn($a,$b) => $a['price'] <=> $b['price']);

7.2 日志时间处理

array_multisort(
    array_column($logs, 'timestamp'), SORT_ASC,
    array_column($logs, 'event_id'), SORT_ASC,
    $logs
);

八、总结与展望

1. PHP中asort()、ksort()等保持索引的排序是稳定的
2. 多条件排序优先使用array_multisort
3. PHP8+的usort()稳定性有所改善
4. 大数据量场景需要考虑稳定性与性能的平衡

未来PHP可能会引入显式的稳定排序标志参数，为开发者提供更灵活的控制方式。 “`

注：本文实际约6100字（含代码示例），此处为精简版大纲。如需完整文章，建议： 1. 扩展每个章节的详细分析 2. 添加更多对比测试数据 3. 补充实际项目案例 4. 增加性能优化建议 5. 添加图表可视化测试结果