C++中 sort 函數的使用詳解
STL主要包含容器,叠代器,算法三塊內容,用戶可以對容器進行一系列的操作,比如遍歷和計算,而STL提供的叠代器和容器完美地提供了這樣的接口。其中std::vector是最常用的容器之一,vector是一個模板類,定義在命名空間namespace下,使用vector需要在包含相關頭文件。今天主要講解對vector的排序的使用。
常見的排序算法有快速排序、冒泡排序、歸並排序等。STL中sort函數的實現跟STL的版本有關,而往往sort函數是由多種排序算法混合而成的。
1. vector元素為內置數據類型
STL中sort函數的使用方法如下,默認對容器進行從小到大的排序。
#include <vector> //std::vector #include <algorithm> // std::sort int main(){ std::vector<int> vi{2, 0, 1, 8, 1, 2, 1, 5}; std::sort(vi.begin(), vi.end());
// 相當於 std::sort(vi.begin(), vi.end(), std::less<int>()); for (int i = 0; i < vi.size(); ++i) { printf("%d ", vi[i]); } printf("\n"); // output: 0 1 1 1 2 2 5 8
當然也可以指定對容器進行從大到小的排序:
#include <vector> // std::vector #include <algorithm> // std::sort int main(){ std::vector<int> vi{2, 0, 1, 8, 1, 2, 1, 5}; std::sort(vi.begin(), vi.end(), std::greater<int>()); for (int i = 0; i < vi.size(); ++i) { printf("%d ", vi[i]); } printf("\n"); // output: 8 5 2 2 1 1 1 0
2. vector元素為用戶自定義數據類型
如果vector內的元素為用戶自定義類型,並且用戶想要按照自定義類型的某些組合特性進行排序。先來看看sort函數的定義:
template <class RandomAccessIterator, class Compare> void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);
其中前兩個參數為叠代器類型,第三個參數為比較函數。下面的例子中,類Character擁有兩個屬性,age_ 和 name_,這裏為了簡單起見,變量均為public。現在需要對一個元素類型為Character的vector進行按照Character的 age_ 從小打到進行排序。
class Character { public: Character(int n, string s) : age_(n), name_(s) {} int age_; string name_; }; class Compare { public: bool operator() (Character* ca, Character* cb) { return ca->age_ < cb->age_; } }; int main(){ vector<Character*> vc{new Character(1, "sasaki"), new Character(2, "nozomi"), new Character(1, "satchel"), new Character(6, "qingtian")}; sort(vc.begin(), vc.end(), Compare()); for (int i = 0; i < vc.size(); ++i) { printf("%s ", vc[i]->name_.c_str()); } return 0; }
// output: sasaki satchel nozomi qingtian
對於sort的第三個函數,用戶可以自己定義任何類型的比較方式,但是需要滿足 strict weak ordering 的條件:
X a; X b; Condition: Test Result a is equivalent to b: Compare(a, b) false
Compare(b, a) false a is less than b Compare(a, b) true
Compare(b, a) false b is less than a Compare(a, b) false
Compare(b, a) true
上述例子中的 Compare 函數基於 Character 對象的 age_ 變量值進行比較。根據 strict weak ordering 的條件,對 vector 按照某種條件進行排序就比較好理解了。
對於 vector 的兩個元素 a, b,如果 a 必須排在 b 前面,需要滿足下面的條件:Compare(a, b) = true, Compare(b, a) = false; 如果滿足 Compare(a, b) = false & Compare(b, a) = false,則說明兩個元素是相等的;
拓展:對 vector 中的元素進行排序,使得 age_ 為 1 的元素排在前面,age_ != 1的元素排在後面;
分析:這種情況下 Character 被分為兩類,age_ ==1 和 age_ != 1;對於任意兩個 Character 對象 a, b:
1. 相等(a == b):a->age_ == 1 && b->age_ ==1,或者 a->age_ != 1 && b->age_ != 1;
2. 小於(a < b):a->age_ == 1 && b->age_ != 1;
class Compare { public: bool operator() (Character* ca, Character* cb) { if (ca->age_ == 1 && cb->age_ == 1 || ca->age_ != 1 && cb->age_ != 1) return false; return ca->age_ == 1; } };
完整的測試代碼:
class Character { public: Character(int n, string s) : age_(n), name_(s) {} int age_; string name_; }; class Compare { public: bool operator() (Character* ca, Character* cb) { if (ca->age_ == 1 && cb->age_ == 1 || ca->age_ != 1 && cb->age_ != 1) return false; return ca->age_ == 1; } }; int main() { vector<Character*> vc{ new Character(1, "sasaki"), new Character(2, "nozomi"), new Character(1, "satchel"), new Character(6, "qingtian") }; sort(vc.begin(), vc.end(), Compare()); for (int i = 0; i < vc.size(); ++i) { printf("%s ", vc[i]->name_.c_str()); } return 0; }
// output: sasaki satchel nozomi qingtian
Reference:
1. std::sort
2. comparator
3. strict weak order
C++中 sort 函數的使用詳解