C++中 sort 函式的使用詳解
STL主要包含容器 ，迭代器 ，演算法 三塊內容，使用者可以對容器進行一系列的操作，比如遍歷和計算，而STL提供的迭代器和容器完美地提供了這樣的介面。其中std::vector是最常用的容器之一，vector是一個模板類，定義在名稱空間namespace下，使用vector需要在包含相關標頭檔案。今天主要講解對vector的排序的使用。
常見的排序演算法有快速排序、氣泡排序、歸併排序等。STL中sort函式的實現跟STL的版本有關，而往往sort函式是由多種排序演算法混合而成的。
1. vector元素為內建資料型別
STL中sort函式的使用方法如下，預設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元素為使用者自定義資料型別
如果vector內的元素為使用者自定義型別，並且使用者想要按照自定義型別的某些組合特性進行排序。先來看看sort函式的定義：
template <class RandomAccessIterator, class Compare> void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);
其中前兩個引數為迭代器型別，第三個引數為比較函式。下面的例子中，類Character擁有兩個屬性，age_ 和 name_，這裡為了簡單起見，變數均為public。現在需要對一個元素型別為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的第三個函式，使用者可以自己定義任何型別的比較方式，但是需要滿足strict weak ordering 的條件：
Xa; Xb; Condition:TestResult a is equivalent to b:Compare(a, b)false Compare(b, a)false a is less than bCompare(a, b)true Compare(b, a)false b is less than aCompare(a, b)false Compare(b, a)true
上述例子中的 Compare 函式基於 Character 物件的 age_ 變數值進行比較。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 物件 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;
}
};
完整的測試程式碼：
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.ofollow,noindex">std::sort