sort對類物件進行排序
C++程式設計中常需要對物件進行排序,有可能還要根據物件中的多個成員的值進行排序,C++中提供了sort泛型演算法便於利用。需要注意的是,sort排序函式不是穩定的,穩定的排序可以用table_sort。穩定是指函式可保證相等元素的原本相對次序在排序後保持不變。
sort原型
template <class RandomAccessIterator> void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class Compare> void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);
第一個函式有兩個引數,分別是隨機訪問迭代器first和last,它預設使用迭代器引用的operator<進行排序。第二個函式有三個引數,前兩個和第一個一樣,第三個引數是一個Compare,也就是說它使用comp對迭代器引用的物件進行排序。comp是一個二元函式,它接受前兩個引數指定範圍內的兩個元素,它的返回值可以轉換為bool型別,這個函式不改變迭代器引用的物件,而且,它可以是函式指標和函式物件。
下面舉一個例子
#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> using namespace std; int main() { vector<int> ivec = { 1,5,3,6,4 }; sort(ivec.begin(), ivec.end()); for (auto &m : ivec) cout << m << endl; return 0; }
可以利用一下四種方法來對物件進行排序
過載operator<操作符
struct Test{ int val; Test(int x) : val(x) { } bool operator<(const Test &t) const { if(val < t.val) return true; return false; } }; bool operator<(const Test &t1, const Test &t2) { if(t1.val < t2.val) return true; return false; }
在比較時直接利用
sort(ivec.begin(), ivec.end());
上面寫了兩種過載方式:成員函式或者非成員函式,不可兩個都用,一種即可。
若有兩個成員依次比較則可以這樣
struct Test {
int val1;
int val2;
Test(int x,int y) : val1(x),val2(y) { }
bool operator<(const Test &t) const
{
if (val1 < t.val1)
return true;
else if (val1 == t.val1&&val2 < t.val2)
return true;
else
return false;
}
};
使用自定義的比較函式
struct Test {
int val;
Test(int x) : val(x) { }
};
bool mycomp(const Test &t1, const Test &t2)
{
if (t1.val > t2.val)
return true;
return false;
}
呼叫時
sort(ivec.begin(), ivec.end(), mycomp);
對物件的對個成員比較時,對mycomp進行改寫
使用自定義的函式物件
函式物件是定義了函式呼叫操作符()的類的物件。struct Test {
int val;
Test(int x) : val(x) { }
};
class Mycomp {
public:
bool operator()(const Test &t1, const Test &t2)
{
if (t1.val < t2.val)
return true;
return false;
}
};
呼叫時
sort(ivec.begin(), ivec.end(), Mycomp());
這裡定義了一個類Mycomp,它定義了operator(),因此Cmp的物件就是函式物件,它的物件可以當作函式一樣使用。在Mycomp的operator()中,有兩個Test類型別的引數,它們進行比較得到布林值。在呼叫時第三個引數用的是預設建構函式構造的一個Mycomp臨時物件。
對<functional>中的類模板進行派生建立函式物件
在<functional>中定義了多種模板,其中二元函式模板如下:
template <class Arg1, class Arg2, class Result>
struct binary_function {
typedef Arg1 first_argument_type;
typedef Arg2 second_argument_type;
typedef Result result_type;
};
它只定義了三個引數,分別是二元函式的兩個運算元和返回值。在使用中我們需要對上面的類進行派生,新增operator(),然後就可以使用函式物件了。
看一下less的實現:
template <class T> struct less : binary_function <T,T,bool> {
bool operator() (const T& x, const T& y) const
{return x<y;}
};
它是一個帶模板的struct,裡面僅僅對()運算子進行了過載,實現很簡單,但用起來很方便,這就是函式物件的優點所在。stl中還為四則運算等常見運算定義了這樣的函式物件,與less相對的還有greater:template <class T> struct greater : binary_function <T,T,bool> {
bool operator() (const T& x, const T& y) const
{return x>y;}
};
使用時呼叫、
sort(ivec.begin(), ivec.end(), less<type>());
實現自己的Mycomp
class Mycomp : public binary_function<Test, Test, bool> {
public:
bool operator()(const Test &t1, const Test &t2)
{
if(t1.val < t2.val)
return true;
return false;
}
};
呼叫方式
sort(ivec.begin(), ivec.end(), Mycomp());
對map按key和value進行排序
map是stl裡面的一個模板類,現在我們來看下map的定義:
template < class Key, class T, class Compare = less<Key>,
class Allocator = allocator<pair<const Key,T> > > class map;
它有四個引數,其中我們比較熟悉的有兩個: Key 和 Value。第四個是 Allocator,用來定義儲存分配模型的,此處我們不作介紹。現在我們重點看下第三個引數: class Compare = less<Key> ,這也是一個class型別的,而且提供了預設值 less<Key>。
在我們插入<key, value>鍵值對時,就會按照key的大小順序進行儲存。這也是作為key的型別必須能夠進行<運算比較的原因。
例子:map裡面儲存<string,int>,若按string 從大到小排序
map<string, int, greater<string>>
自己定義一個按string的長度排序
struct CmpByKeyLength {
bool operator()(const string& k1, const string& k2) {
return k1.length() < k2.length();
}
};
呼叫
map<string, int, CmpByKeyLength>
上面都是對Key進行排序,如何對value進行排序?
首先想到的是利用stl中提供的sort演算法實現,這個想法是好的,不幸的是,sort演算法有個限制,利用sort演算法只能對序列容器進行排序,就是線性的(如vector,list,deque)。map也是一個集合容器,它裡面儲存的元素是pair,但是它不是線性儲存的(map內部本身就是按序儲存的(比如紅黑樹)),所以利用sort不能直接和map結合進行排序。
雖然不能直接用sort對map進行排序,那麼我們可不可以迂迴一下,把map中的元素放到序列容器(如vector)中,然後再對這些元素進行排序。元素型別為pair,具體定義如下:template <class T1, class T2> struct pair
{
typedef T1 first_type;
typedef T2 second_type;
T1 first;
T2 second;
pair() : first(T1()), second(T2()) {}
pair(const T1& x, const T2& y) : first(x), second(y) {}
template <class U, class V>
pair (const pair<U,V> &p) : first(p.first), second(p.second) { }
}
pair也是一個模板類,這樣就實現了良好的通用性。它僅有兩個資料成員first 和 second,即 key 和 value,而且在<utility>標頭檔案中,還為pair過載了 < 運算子, 具體實現如下:template<class _T1, class _T2>
inline bool
operator<(const pair<_T1, _T2>& __x, const pair<_T1, _T2>& __y)
{ return __x.first < __y.first
|| (!(__y.first < __x.first) && __x.second < __y.second); }
排序方式是先按first小的進行排序,若first相等則按second小進行排序
既然pair已經過載了<符,而且我們不能修改其實現,又不能在外部重複實現過載<符。
那麼我們如何實現對pair按value進行比較呢? 第一種:是最原始的方法,寫一個比較函式; 第二種:剛才用到了,寫一個函式物件。這兩種方式實現起來都比較簡單。
typedef pair<string, int> PAIR;
bool cmp_by_value(const PAIR& lhs, const PAIR& rhs) {
return lhs.second < rhs.second;
}
struct CmpByValue {
bool operator()(const PAIR& lhs, const PAIR& rhs) {
return lhs.second < rhs.second;
}
};
呼叫
vector<PAIR> ivec;
......
sort(ivec.begin(),ivec.end(), CmpByValue());//或者sort(ivec.begin(),ivec.end(), cmp_by_value);