0 前言: STL,为什么你必须掌握
stable_sort(array,array+n,cmp);
sort(array,array+n,cmp);
cmp函数的书写,
对于结构体
bool cmp(STRUCT a, STRUCT b)//STRUCT为结构体leixing名
{
return a.aa>b.aa;//这里写条件
}
西方有句谚语:不要重复发明轮子!
STL几乎封装了所有的数据结构中的算法,从链表到队列,从向量到堆栈,对hash到二叉树,从搜索到排序,从增加到删除......可以说,如果你理解了STL,你会发现你已不用拘泥于算法本身,从而站在巨人的肩膀上去考虑更高级的应用。
排序是最广泛的算法之一,本文详细介绍了STL中不同排序算法的用法和区别。
如果你需要自己定义比较函数,你可以把你定义好的仿函数(functor)作为参数传入。每种算法都支持传入比较函数。以下是所有STL sort算法函数的名字列表:
函数名 | 功能描述 |
---|---|
sort | 对给定区间所有元素进行排序 |
stable_sort | 对给定区间所有元素进行稳定排序 |
partial_sort | 对给定区间所有元素部分排序 |
partial_sort_copy | 对给定区间复制并排序 |
nth_element | 找出给定区间的某个位置对应的元素 |
is_sorted | 判断一个区间是否已经排好序 |
partition | 使得符合某个条件的元素放在前面 |
stable_partition | 相对稳定的使得符合某个条件的元素放在前面 |
vector < int > vect; //... sort(vect.begin(), vect.end()); //此时相当于调用 sort(vect.begin(), vect.end(), less<int>() );
名称 | 功能描述 |
---|---|
equal_to | 相等 |
not_equal_to | 不相等 |
less | 小于 |
greater | 大于 |
less_equal | 小于等于 |
greater_equal | 大于等于 |
less<int>() greater<int>()当你的容器中元素时一些标准类型(int float char)或者string时,你可以直接使用这些函数模板。但如果你时自己定义的类型或者你需要按照其他方式排序,你可以有两种方法来达到效果:一种是自己写比较函数。另一种是重载类型的'<'操作赋。
#include <iostream> #include <algorithm> #include <functional> #include <vector> using namespace std; class myclass { public: myclass(int a, int b):first(a), second(b){} int first; int second; bool operator < (const myclass &m)const { return first < m.first; } }; bool less_second(const myclass & m1, const myclass & m2) { return m1.second < m2.second; } int main() { vector< myclass > vect; for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++){ myclass my(10-i, i*3); vect.push_back(my); } for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<"("<<vect[i].first<<","<<vect[i].second<<")\n"; sort(vect.begin(), vect.end()); cout<<"after sorted by first:"<<endl; for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<"("<<vect[i].first<<","<<vect[i].second<<")\n"; cout<<"after sorted by second:"<<endl; sort(vect.begin(), vect.end(), less_second); for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<"("<<vect[i].first<<","<<vect[i].second<<")\n"; return 0 ; }
(10,0) (9,3) (8,6) (7,9) (6,12) (5,15) (4,18) (3,21) (2,24) (1,27) after sorted by first: (1,27) (2,24) (3,21) (4,18) (5,15) (6,12) (7,9) (8,6) (9,3) (10,0) after sorted by second: (10,0) (9,3) (8,6) (7,9) (6,12) (5,15) (4,18) (3,21) (2,24) (1,27)
例如,如果你写一个比较函数:
bool less_len(const string &str1, const string &str2) { return str1.length() < str2.length(); }
template <class RandomAccessIterator> void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp); template <class RandomAccessIterator> void stable_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void stable_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp);
班上有10个学生,我想知道他们的成绩排名。
#include <iostream> #include <algorithm> #include <functional> #include <vector> #include <string> using namespace std; class student{ public: student(const string &a, int b):name(a), score(b){} string name; int score; bool operator < (const student &m)const { return score< m.score; } }; int main() { vector< student> vect; student st1("Tom", 74); vect.push_back(st1); st1.name="Jimy"; st1.score=56; vect.push_back(st1); st1.name="Mary"; st1.score=92; vect.push_back(st1); st1.name="Jessy"; st1.score=85; vect.push_back(st1); st1.name="Jone"; st1.score=56; vect.push_back(st1); st1.name="Bush"; st1.score=52; vect.push_back(st1); st1.name="Winter"; st1.score=77; vect.push_back(st1); st1.name="Andyer"; st1.score=63; vect.push_back(st1); st1.name="Lily"; st1.score=76; vect.push_back(st1); st1.name="Maryia"; st1.score=89; vect.push_back(st1); cout<<"------before sort..."<<endl; for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<vect[i].name<<":\t"<<vect[i].score<<endl; stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>()); cout <<"-----after sort ...."<<endl; for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<vect[i].name<<":\t"<<vect[i].score<<endl; return 0 ; }
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Bush: 52 Jimy: 56 Jone: 56 Andyer: 63 Tom: 74 Lily: 76 Winter: 77 Jessy: 85 Maryia: 89 Mary: 92sort采用的是成熟的"快速排序算法"(目前大部分STL版本已经不是采用简单的快速排序,而是结合内插排序算法)。 注1,可以保证很好的平均性能、复杂度为n*log(n),由于单纯的快速排序在理论上有最差的情况,性能很低,其算法复杂度为n*n,但目前大部分的STL版本都已经在这方面做了优化,因此你可以放心使用。stable_sort采用的是"归并排序",分派足够内存是,其算法复杂度为n*log(n), 否则其复杂度为n*log(n)*log(n),其优点是会保持相等元素之间的相对位置在排序前后保持一致。
template <class RandomAccessIterator> void partial_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator middle, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void partial_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator middle, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp); template <class InputIterator, class RandomAccessIterator> RandomAccessIterator partial_sort_copy(InputIterator first, InputIterator last, RandomAccessIterator result_first, RandomAccessIterator result_last); template <class InputIterator, class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> RandomAccessIterator partial_sort_copy(InputIterator first, InputIterator last, RandomAccessIterator result_first, RandomAccessIterator result_last, Compare comp);
stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>()); 替换为: partial_sort(vect.begin(), vect.begin()+5, vect.end(),less<student>());
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Bush: 52 Jimy: 56 Jone: 56 Andyer: 63 Tom: 74 Mary: 92 Jessy: 85 Winter: 77 Lily: 76 Maryia: 89这样的好处知道了吗?当数据量小的时候可能看不出优势,如果是100万学生,我想找分数最少的5个人......
partial_sort采用的堆排序(heapsort),它在任何情况下的复杂度都是n*log(n). 如果你希望用partial_sort来实现全排序,你只要让middle=last就可以了。
partial_sort_copy其实是copy和partial_sort的组合。被排序(被复制)的数量是[first, last)和[result_first, result_last)中区间较小的那个。如果[result_first, result_last)区间大于[first, last)区间,那么partial_sort相当于copy和sort的组合。
template <class RandomAccessIterator> void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp);
stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>()); 替换为: nth_element(vect.begin(), vect.begin()+3, vect.end(),less<student>());
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Jone: 56 Bush: 52 Jimy: 56 Andyer: 63 Jessy: 85 Mary: 92 Winter: 77 Tom: 74 Lily: 76 Maryia: 89第四个是谁?Andyer,这个倒霉的家伙。为什么是begin()+3而不是+4? 我开始写这篇文章的时候也没有在意,后来在 ilovevc 的提醒下,发现了这个问题。begin()是第一个,begin()+1是第二个,... begin()+3当然就是第四个了。
template <class ForwardIterator, class Predicate> ForwardIterator partition(ForwardIterator first, ForwardIterator last, Predicate pred) template <class ForwardIterator, class Predicate> ForwardIterator stable_partition(ForwardIterator first, ForwardIterator last, Predicate pred);
stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>());
替换为:
student exam("pass", 60);
stable_partition(vect.begin(), vect.end(), bind2nd(less<student>(), exam));
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Jimy: 56 Jone: 56 Bush: 52 Tom: 74 Mary: 92 Jessy: 85 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89看见了吗,Jimy,Jone, Bush(难怪说美国总统比较笨 )都没有及格。而且使用的是stable_partition, 元素之间的相对次序是没有变.
这些容器的迭代器类型并不是随机型迭代器,因此,上述的那些排序函数,对于这些容器是不可用的。上述sort函数对于下列容器是可用的:
对于list容器,list自带一个sort成员函数list::sort(). 它和算法函数中的sort差不多,但是list::sort是基于指针的方式排序,也就是说,所有的数据移动和比较都是此用指针的方式实现,因此排序后的迭代器一直保持有效(vector中sort后的迭代器会失效).
其实不然,即使你不关心效率,如果你选择合适的排序函数,你会让你的代码更容易让人明白,你会让你的代码更有扩充性,逐渐养成一个良好的习惯,很重要吧 。
如果你以前有用过C语言中的qsort, 想知道qsort和他们的比较,那我告诉你,qsort和sort是一样的,因为他们采用的都是快速排序。从效率上看,以下几种sort算法的是一个排序,效率由高到低(耗时由小变大):
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
对象数组排序这里展示了两种方法,定义比较函数或通过重载比较运算符使得类本身是可以比较的,就像基本类型一样。
定义比较函数,既可以通过定义比较运算符(如operator <),也可以直接定义函数(如compare)。
重载运算符之后,可以在sort函数中通过less或greater或less_equal等来调整升序还是降序,默认是升序。
另外,重载运算符后,函数bool operator < 就不要了,否则用g++编译出错。
#include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> using namespace std; class MyClass { public: int id; MyClass() {} MyClass(int i): id( i ) {} bool operator < ( const MyClass &b ) const { return id < b.id; } bool operator > ( const MyClass &b ) const { return id > b.id; } }; /* bool operator < ( MyClass a, MyClass b ) { return a.id < b.id; } */ bool compare( MyClass a, MyClass b ) { return a.id < b.id; } int main() { //数组 cout<<"数组"<<endl; MyClass arr[10]; srand(time(NULL)); for( int i = 0; i < 10; i++ ) arr[i].id = rand()%101; cout<<"before sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<arr[i].id<<endl; sort(arr,arr+10,less<MyClass>()); cout<<"after sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<arr[i].id<<endl; //动态数组vector cout<<"动态数组vector"<<endl; vector<MyClass> list; for( int i = 0; i < 10; i++ ) list.push_back( MyClass( rand()%101 ) ); cout<<"before sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<list[i].id<<endl; sort(list.begin(),list.end(),greater<MyClass>()); cout<<"after sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<list[i].id<<endl; //定义比较函数 cout<<"定义比较函数"<<endl; vector<MyClass> list2; for( int i = 0; i < 10; i++ ) list2.push_back( MyClass( rand()%101 ) ); cout<<"before sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<list2[i].id<<endl; sort(list2.begin(),list2.end(),compare); cout<<"after sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<list2[i].id<<endl; //使得类本身就是可以比较的 cout<<"使得类本身就是可以比较的"<<endl; vector<MyClass> list3; for( int i = 0; i < 10; i++ ) list3.push_back( MyClass( rand()%101 ) ); cout<<"before sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<list3[i].id<<endl; sort(list3.begin(),list3.end()); cout<<"after sort"<<endl; for( int i = 0; i < 10; i++ ) cout<<list3[i].id<<endl; return 0; }
sort函数是一个比较方便使用的STL函数,可以直接来进行各种排序。
由于在工作的时候有一个排序,刚开始没怎么注意!就用sort算法来实现了,后来出现了一些问题才导致我才对sort算法的一些注意事项的总结:
1. sort 算法函数的用法。
vector<int> vect;
//….
Sort(vect.begin(),vect.end();
//相当于下面的调用
Sort(vect.begin(),vect.end(),less<int>()); //如果不提供比较函数是系统默认从小到大排序
当我们要按某种方式进行排序时,需要指定自己的排序函数,否则系统默认提供一个比较函数。
2.Sort用法挺简单,不过在这儿打算介绍一下值得注意的一点地方。
看下面程序(1):
#include <algorithm> #include <iostream> #include <string> #include <vector> using namespace std; class A { public: A() { dict.push_back("owen"); dict.push_back("messi"); dict.push_back("figo"); } int less(const string &s1, const string &s2) { return s1 < s2; } void Sort() { sort(dict.begin(), dict.end(), less); } void output() { for(vector<string>::iterator iter=dict.begin(); iter !=dict.end(); ++iter) cout << *iter << endl; } private: vector<string> dict; }; int main() { A myclass; myclass.output(); myclass.Sort(); myclass.output(); return 0; }
编译的时候就报错。Why?难道不是这么用的。。。。
下面我们来看看 正确的例子(2):
#include <algorithm> #include <iostream> #include <string> #include <vector> using namespace std; int less(const string &s1,const string &s2) { return s1<s2; } class A { public: A() { dict.push_back("owen"); dict.push_back("messi"); dict.push_back("figo"); } void Sort() { sort(dict.begin(), dict.end(), less); } void output() { for(vector<string>::iterator iter=dict.begin(); iter !=dict.end(); ++iter) cout << *iter << endl; } private: vector<string> dict; }; int main() { A myclass; myclass.output(); myclass.Sort(); myclass.output(); return 0; }
这个例子是正确的! 为什么有这个差异?这个问题出在哪儿,思考下上面两个例子的不同! 也许你不难发现其中的问题?this指针!!
例(1)中发现 int less(const string &s1, const string &s2)也就相当于int less( A* const this,const string &s1,const string &s2) 所以问题的答案一目了然!所以有两种解决方法:
1) 利用类的静态函数---面向类的属性、。
2) 利用仿函数来实现比较函数。
以上两种方法都巧妙的避开了this指针。当然以上部分还是为了解决下面的话题! 如果有这样的一个类 A中有成员int x.而类B 中有成员vector<A> vec.map<int,类C>mapVec .这样的情况对vector<A>vec,以A中的X 作为map表的索引排序。
类A int x;
类C int y;l
类B map<int,C>mapVec; vector<A> vec;对vector<A>用sort算法排序,其中A作为map表的索引查找C 类中的Y来进行排序。这儿问题就来了?如上面所说在B类中的Sort()-中的 sort()函数的比较函数如何写? 我们来看下伪代码:
Class A{ public: Int x; }; Class C{ public: Int y; }; Class B{ Public: B(){}; Void Sort() { Sort(vec.begin(),vec.end(),比较函数); } private: Vector<A> vec; Map<int,C> mapVec; };
当然看到这个问题也许第一影响应该是在Sort()中做一个快排就可以,当然这样可以。不过让我们结合上面的例子想想这个问题如果用纯STL的方法如何解决。
1. 利用类的静态函数-----这个方法当然不行。静态函数是类的属性而我们需要map表。
2. 利用仿函数来解决。
那这个仿函数如何来写?---仿函数中需要有map<int,C>表,且不能是通过this指针带入的。好了基于上面的我们来看下例子3:
#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> #include <map> using namespace std; class A { public: int x; }; class C//XXX { public: int y; }; class B { public: B():cmp(mapVec) { } void Sort() { sort(vec.begin(),vec.end(),cmp); } protected: class InnerCmp { public: InnerCmp(map<int,C> &map):m(map) { } bool operator() (const A &a,const A &b) const { return m[a.x].y<m[b.x].y; } private: map<int,C> &m; }; private: const InnerCmp cmp; vector<A> vec; map<int,C> mapVec; }; int main() { return 0; }
如上面的例子,我们构造的仿函数完全符合规则。同时巧妙的把map 放到类InnerCmp中。这样我们就可以达到上面问题的目的。当然这样做只是为了更好的理解 比较函数。
以上来自互联网,在此表示感谢