C++中sort函數(shù)的基礎(chǔ)入門使用教程

前言

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STL主要包含容器，迭代器，算法三塊內(nèi)容，用戶可以對容器進(jìn)行一系列的操作，比如遍歷和計(jì)算，而STL提供的迭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(gè)模板類，定義在命名空間namespace下，使用vector需要在包含相關(guān)頭文件。今天主要講解對vector的排序的使用。

sort類函數(shù)：

需要頭文件<algorithm>

語法描述：sort（begin，end，cmp），cmp參數(shù)可以沒有，如果沒有默認(rèn)非降序排序。

常見的排序算法有快速排序、冒泡排序、歸并排序等。STL中sort函數(shù)的實(shí)現(xiàn)跟STL的版本有關(guān)，而往往sort函數(shù)是由多種排序算法混合而成的。

1. vector元素為內(nèi)置數(shù)據(jù)類型

STL中sort函數(shù)的使用方法如下，默認(rèn)對容器進(jìn)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(dāng)于 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(dāng)然也可以指定對容器進(jìn)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(shù)據(jù)類型

如果vector內(nèi)的元素為用戶自定義類型，并且用戶想要按照自定義類型的某些組合特性進(jìn)行排序。先來看看sort函數(shù)的定義：

template <class RandomAccessIterator, class Compare>
void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);

其中前兩個(gè)參數(shù)為迭代器類型，第三個(gè)參數(shù)為比較函數(shù)。下面的例子中，類Character擁有兩個(gè)屬性，age_ 和 name_，這里為了簡單起見，變量均為public?，F(xiàn)在需要對一個(gè)元素類型為Character的vector進(jìn)行按照Character的 age_ 從小打到進(jìn)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

對于sort的第三個(gè)函數(shù)，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(shù)基于 Character 對象的 age_ 變量值進(jìn)行比較。根據(jù) strict weak ordering 的條件，對 vector 按照某種條件進(jìn)行排序就比較好理解了。

對于 vector 的兩個(gè)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(gè)元素是相等的；

拓展：對 vector 中的元素進(jìn)行排序，使得 age_ 為 1 的元素排在前面，age_ != 1的元素排在后面；

分析：這種情況下 Character 被分為兩類，age_ ==1 和 age_ != 1；對于任意兩個(gè) 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. 小于（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

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對創(chuàng)新互聯(lián)的支持。

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網(wǎng)站URL：http://muchs.cn/article30/jojoso.html

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