C# List 的 BinarySearch 自定义比较器详解（从零开始掌握自定义排序与高效查找）

什么是 BinarySearch？

BinarySearch 是一种高效的查找算法，时间复杂度为 O(log n)。但它有一个前提：列表必须已经按照某种顺序排好序。否则，查找结果是不可预测的。

对于基本类型（如 int、string），List<T>.BinarySearch(item) 可以直接使用。但对于自定义类（如 Student、Product），我们需要告诉 .NET 如何比较两个对象——这就需要用到 IComparer<T> 接口。

第一步：定义一个自定义类

假设我们有一个 Person 类，包含姓名和年龄：

public class Person{    public string Name { get; set; }    public int Age { get; set; }    public Person(string name, int age)    {        Name = name;        Age = age;    }    public override string ToString()    {        return $"{Name} ({Age})";    }}

第二步：实现 IComparer<T> 自定义比较器

我们要按 Age 字段进行排序和查找，因此创建一个比较器：

public class PersonAgeComparer : IComparer<Person>{    public int Compare(Person x, Person y)    {        if (x == null && y == null) return 0;        if (x == null) return -1;        if (y == null) return 1;        // 按年龄升序比较        return x.Age.CompareTo(y.Age);    }}

这个比较器实现了 IComparer<Person> 接口，并重写了 Compare 方法。它会根据 Age 属性进行升序比较。

第三步：使用 BinarySearch 配合自定义比较器

完整示例如下：

using System;using System.Collections.Generic;// ... 上面的 Person 和 PersonAgeComparer 类定义 ...class Program{    static void Main()    {        var people = new List<Person>        {            new Person("Alice", 25),            new Person("Bob", 30),            new Person("Charlie", 20),            new Person("Diana", 35)        };        // 必须先按相同规则排序！        people.Sort(new PersonAgeComparer());        // 创建一个“模板”对象用于查找（只需 Age 匹配）        var searchTarget = new Person("", 30);        // 使用自定义比较器进行二分查找        int index = people.BinarySearch(searchTarget, new PersonAgeComparer());        if (index >= 0)        {            Console.WriteLine($"找到: {people[index]}");        }        else        {            Console.WriteLine("未找到匹配项。");        }    }}

注意：在调用 BinarySearch 之前，必须使用

常见误区与注意事项

• 未排序就调用 BinarySearch：这是最常见的错误，会导致返回错误索引或负数。
• 比较器不一致：排序和查找必须使用同一个比较逻辑（或行为一致的比较器）。
• 查找对象不需要完整数据：如上例中，searchTarget 的 Name 可以为空，因为我们只按 Age 比较。

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