Сортировка вектора пользовательских объектов

Как можно сортировать вектор, содержащий пользовательские (т. е. определенные пользователем) объекты.
Наверное, стандартный алгоритм STL вроде вместе с предикатом (функцией или объектом функции), который будет работать с одним из полей (в качестве ключа для сортировки) в пользовательском объекте.
Я на правильном пути?

198
c++ sorting stl

13 ответов

простой пример использования std::sort

struct MyStruct
{
    int key;
    std::string stringValue;

    MyStruct(int k, const std::string& s) : key(k), stringValue(s) {}
};

struct less_than_key
{
    inline bool operator() (const MyStruct& struct1, const MyStruct& struct2)
    {
        return (struct1.key < struct2.key);
    }
};

std::vector < MyStruct > vec;

vec.push_back(MyStruct(4, "test"));
vec.push_back(MyStruct(3, "a"));
vec.push_back(MyStruct(2, "is"));
vec.push_back(MyStruct(1, "this"));

std::sort(vec.begin(), vec.end(), less_than_key());

Edit: как отметил Кирилл В. Лядвинский, вместо предоставления предиката сортировки можно реализовать operator< на MyStruct:

struct MyStruct
{
    int key;
    std::string stringValue;

    MyStruct(int k, const std::string& s) : key(k), stringValue(s) {}

    bool operator < (const MyStruct& str) const
    {
        return (key < str.key);
    }
};

используя этот метод означает, что вы можете просто отсортировать вектор следующим образом:

std::sort(vec.begin(), vec.end());

Edit2: как предлагает Каппа, вы также можете сортировать вектор в порядке убывания, перегружая > оператор и немного изменив вызов:

struct MyStruct
{
    int key;
    std::string stringValue;

    MyStruct(int k, const std::string& s) : key(k), stringValue(s) {}

    bool operator > (const MyStruct& str) const
    {
        return (key > str.key);
    }
};

и вы должны позвонить вроде как:

std::sort(vec.begin(), vec.end(),greater<MyStruct>());
303

в интересах покрытия. Я выдвинул реализацию, используя лямбда-выражения.

C++11

#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

vector< MyStruct > values;

sort( values.begin( ), values.end( ), [ ]( const MyStruct& lhs, const MyStruct& rhs )
{
   return lhs.key < rhs.key;
});

C++14

#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

vector< MyStruct > values;

sort( values.begin( ), values.end( ), [ ]( const auto& lhs, const auto& rhs )
{
   return lhs.key < rhs.key;
});
123

вы можете использовать функтор в качестве третьего аргумента std::sort, или вы можете определить operator< в своем классе.

struct X {
    int x;
    bool operator<( const X& val ) const { 
        return x < val.x; 
    }
};

struct Xgreater
{
    bool operator()( const X& lx, const X& rx ) const {
        return lx.x < rx.x;
    }
};

int main () {
    std::vector<X> my_vec;

    // use X::operator< by default
    std::sort( my_vec.begin(), my_vec.end() );

    // use functor
    std::sort( my_vec.begin(), my_vec.end(), Xgreater() );
}
52

вы на правильном пути. std::sort использовать operator< как функция сравнения по умолчанию. Поэтому, чтобы отсортировать ваши объекты, вам придется либо перегрузить bool operator<( const T&, const T& ) или предоставить функтор, который выполняет сравнение, примерно как этот:

 struct C {
    int i;
    static bool before( const C& c1, const C& c2 ) { return c1.i < c2.i; }
 };

 bool operator<( const C& c1, const C& c2 ) { return c1.i > c2.i; }

 std::vector<C> values;

 std::sort( values.begin(), values.end() ); // uses operator<
 std::sort( values.begin(), values.end(), C::before );

преимущество использования функтора заключается в том, что вы можете использовать функцию с доступом к частным членам класса.

12

сортировка такой vector или любой другой применимый (изменяемый входной итератор) диапазон пользовательских объектов типа X можно достигнуть используя различные методы, особенно включая пользу стандартных алгоритмов библиотеки как

так как большинство методов, чтобы получить относительный порядок X элементы, уже были опубликованы, я начну с некоторых заметок о "почему" и "когда", чтобы использовать различные подходы.

"лучший" подход будет зависеть от разных факторов:

  1. сортирует диапазоны X objects общая или редкая задача (будут ли такие диапазоны сортироваться в разных местах программы или пользователями библиотеки)?
  2. является ли требуемая сортировка "естественной" (ожидаемой) или существует несколько способов тип можно сравнить с самим собой?
  3. это создавало проблему или сортировки диапазонов X объекты будут надежными?

если сортировка диапазонов X является общей задачей, и достигнутой сортировки следует ожидать (т. е. X просто обертывает одно фундаментальное значение), то, вероятно, пойдет на перегрузку operator< поскольку он позволяет сортировать без какого-либо fuzz (например, правильно передавать правильные компараторы) и повторно дает ожидаемые результаты.

если сортировка является общей задачей или может потребоваться в различных ситуациях, но есть несколько критериев, которые могут быть использованы для сортировки X объекты, я бы пошел на функторы (перегружен operator() функции пользовательских классов) или указатели функций (т. е. один функтор/функция для лексического упорядочения и другой для естественного упорядочения).

если сортировка диапазонов типа X является необычным или маловероятным в других контекстах, я склонен использовать лямбды вместо загромождение любого пространства имен дополнительными функциями или типами.

это особенно верно, если сортировка не является" ясной "или" естественной " в некотором роде. Вы можете легко получить логику заказа, глядя на лямбду, которая применяется на месте, тогда как operator< это opague на первый взгляд, и вам нужно будет посмотреть определение, чтобы узнать, какая логика упорядочения будет применена.

обратите внимание, однако, что один operator< определение является одной точкой отказа, тогда как несколько lambas-это несколько точек отказа и требуют большей осторожности.

если определение operator< недоступно там, где выполняется сортировка / компилируется шаблон сортировки, компилятор может быть вынужден сделать вызов функции при сравнении объектов, вместо того, чтобы вводить логику упорядочения, которая может быть серьезным недостатком (по крайней мере, когда оптимизация времени связи/генерация кода не применяется).

способы достижения сопоставимости class X для использования стандарта алгоритмы сортировки библиотеки

пусть std::vector<X> vec_X; и std::vector<Y> vec_Y;

1. Перегрузка T::operator<(T) или operator<(T, T) и используйте стандартные шаблоны библиотек, которые не ожидают функции сравнения.

либо перегрузка члена operator<:

struct X {
  int i{}; 
  bool operator<(X const &r) const { return i < r.i; } 
};
// ...
std::sort(vec_X.begin(), vec_X.end());

или бесплатные operator<:

struct Y {
  int j{}; 
};
bool operator<(Y const &l, Y const &r) { return l.j < r.j; }
// ...
std::sort(vec_Y.begin(), vec_Y.end());

2. Используйте указатель функции с пользовательской функцией сравнения в качестве параметра функции сортировки.

struct X {
  int i{};  
};
bool X_less(X const &l, X const &r) { return l.i < r.i; }
// ...
std::sort(vec_X.begin(), vec_X.end(), &X_less);

3. Создать bool operator()(T, T) перегрузки для пользовательского типа, который может быть передан как функтор сравнения.

struct X {
  int i{};  
  int j{};
};
struct less_X_i
{
    bool operator()(X const &l, X const &r) const { return l.i < r.i; }
};
struct less_X_j
{
    bool operator()(X const &l, X const &r) const { return l.j < r.j; }
};
// sort by i
std::sort(vec_X.begin(), vec_X.end(), less_X_i{});
// or sort by j
std::sort(vec_X.begin(), vec_X.end(), less_X_j{});

эти определения объектов функций могут быть написаны немного более обобщенно с помощью C++11 и шаблонов:

struct less_i
{ 
    template<class T, class U>
    bool operator()(T&& l, U&& r) const { return std::forward<T>(l).i < std::forward<U>(r).i; }
};

который может использоваться для сортировки любого типа с member i поддержка <.

4. Передайте закрытие Анонимуса (лямбда) в качестве параметра сравнения функциям сортировки.

struct X {
  int i{}, j{};
};
std::sort(vec_X.begin(), vec_X.end(), [](X const &l, X const &r) { return l.i < r.i; });

где C++14 включает еще более общий лямбда выражение:

std::sort(a.begin(), a.end(), [](auto && l, auto && r) { return l.i < r.i; });

который может быть завернут в макрос

#define COMPARATOR(code) [](auto && l, auto && r) -> bool { return code ; }

создание обычного компаратора довольно гладко:

// sort by i
std::sort(v.begin(), v.end(), COMPARATOR(l.i < r.i));
// sort by j
std::sort(v.begin(), v.end(), COMPARATOR(l.j < r.j));
10

да std::sort() с третьим параметром (функцией или объектом) было бы проще. Образец: http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/sort/

4

в вашем классе, вы можете перегрузить оператор" 

class MyClass
{
  bool operator <(const MyClass& rhs)
  {
    return this->key < rhs.key;
  }
}
3

Ниже приведен код, используя лямбда

#include "stdafx.h"
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

struct MyStruct
{
    int key;
    std::string stringValue;

    MyStruct(int k, const std::string& s) : key(k), stringValue(s) {}
};

int main()
{
    std::vector < MyStruct > vec;

    vec.push_back(MyStruct(4, "test"));
    vec.push_back(MyStruct(3, "a"));
    vec.push_back(MyStruct(2, "is"));
    vec.push_back(MyStruct(1, "this"));

    std::sort(vec.begin(), vec.end(), 
        [] (const MyStruct& struct1, const MyStruct& struct2)
        {
            return (struct1.key < struct2.key);
        }
    );
    return 0;
}
2
    // sort algorithm example
    #include <iostream>     // std::cout
    #include <algorithm>    // std::sort
    #include <vector>       // std::vector
    using namespace std;
    int main () {
        char myints[] = {'F','C','E','G','A','H','B','D'};
        vector<char> myvector (myints, myints+8);               // 32 71 12 45 26 80 53 33
        // using default comparison (operator <):
        sort (myvector.begin(), myvector.end());           //(12 32 45 71)26 80 53 33
        // print out content:
        cout << "myvector contains:";
        for (int i=0; i!=8; i++)
            cout << ' ' <<myvector[i];
        cout << '\n';
        system("PAUSE");
    return 0;
    }
1

вы можете использовать пользовательский класс компаратора.

class comparator
{
    int x;
    bool operator()( const comparator &m,  const comparator &n )
    { 
       return m.x<n.x;
    }
 }
1

для сортировки вектора вы можете использовать алгоритм sort ().

sort(vec.begin(),vec.end(),less<int>());

третий используемый параметр может быть больше или меньше или также может использоваться любая функция или объект. Однако по умолчанию используется оператор 

// using function as comp
std::sort (myvector.begin()+4, myvector.end(), myfunction);
bool myfunction (int i,int j) { return (i<j); }

// using object as comp
std::sort (myvector.begin(), myvector.end(), myobject);
0
typedef struct Freqamp{
    double freq;
    double amp;
}FREQAMP;

bool struct_cmp_by_freq(FREQAMP a, FREQAMP b)
{
    return a.freq < b.freq;
}

main()
{
    vector <FREQAMP> temp;
    FREQAMP freqAMP;

    freqAMP.freq = 330;
    freqAMP.amp = 117.56;
    temp.push_back(freqAMP);

    freqAMP.freq = 450;
    freqAMP.amp = 99.56;
    temp.push_back(freqAMP);

    freqAMP.freq = 110;
    freqAMP.amp = 106.56;
    temp.push_back(freqAMP);

    sort(temp.begin(),temp.end(), struct_cmp_by_freq);
}

если compare false, он будет делать "swap".

0

мне было любопытно, есть ли какое-либо измеримое влияние на производительность между различными способами, которые можно вызвать std:: sort, поэтому я создал этот простой тест:

$ cat sort.cpp
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<vector>
#include<chrono>

#define COMPILER_BARRIER() asm volatile("" ::: "memory");

typedef unsigned long int ulint;

using namespace std;

struct S {
  int x;
  int y;
};

#define BODY { return s1.x*s2.y < s2.x*s1.y; }

bool operator<( const S& s1, const S& s2 ) BODY
bool Sgreater_func( const S& s1, const S& s2 ) BODY

struct Sgreater {
  bool operator()( const S& s1, const S& s2 ) const BODY
};

void sort_by_operator(vector<S> & v){
  sort(v.begin(), v.end());
}

void sort_by_lambda(vector<S> & v){
  sort(v.begin(), v.end(), []( const S& s1, const S& s2 ) BODY );
}

void sort_by_functor(vector<S> &v){
  sort(v.begin(), v.end(), Sgreater());
}

void sort_by_function(vector<S> &v){
  sort(v.begin(), v.end(), &Sgreater_func);
}

const int N = 10000000;
vector<S> random_vector;

ulint run(void foo(vector<S> &v)){
  vector<S> tmp(random_vector);
  foo(tmp);
  ulint checksum = 0;
  for(int i=0;i<tmp.size();++i){
     checksum += i *tmp[i].x ^ tmp[i].y;
  }
  return checksum;
}

void measure(void foo(vector<S> & v)){

ulint check_sum = 0;

  // warm up
  const int WARMUP_ROUNDS = 3;
  const int TEST_ROUNDS = 10;

  for(int t=WARMUP_ROUNDS;t--;){
    COMPILER_BARRIER();
    check_sum += run(foo);
    COMPILER_BARRIER();
  }

  for(int t=TEST_ROUNDS;t--;){
    COMPILER_BARRIER();
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    COMPILER_BARRIER();
    check_sum += run(foo);
    COMPILER_BARRIER();
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    COMPILER_BARRIER();
    auto duration_ns = std::chrono::duration_cast<std::chrono::duration<double>>(end - start).count();

    cout << "Took " << duration_ns << "s to complete round" << endl;
  }

  cout << "Checksum: " << check_sum << endl;
}

#define M(x) \
  cout << "Measure " #x " on " << N << " items:" << endl;\
  measure(x);

int main(){
  random_vector.reserve(N);

  for(int i=0;i<N;++i){
    random_vector.push_back(S{rand(), rand()});
  }

  M(sort_by_operator);
  M(sort_by_lambda);
  M(sort_by_functor);
  M(sort_by_function);
  return 0;
}

что он делает, это создает случайный вектор, а затем измеряет, сколько времени требуется, чтобы скопировать его и отсортировать копию (и вычислить некоторую контрольную сумму, чтобы избежать слишком энергичного исключения мертвого кода).

Я компилировал с g++ (GCC) 7.2.1 20170829 (Red Hat 7.2.1-1)

$ g++ -O2 -o sort sort.cpp && ./sort

здесь результаты:

Measure sort_by_operator on 10000000 items:
Took 0.994285s to complete round
Took 0.990162s to complete round
Took 0.992103s to complete round
Took 0.989638s to complete round
Took 0.98105s to complete round
Took 0.991913s to complete round
Took 0.992176s to complete round
Took 0.981706s to complete round
Took 0.99021s to complete round
Took 0.988841s to complete round
Checksum: 18446656212269526361
Measure sort_by_lambda on 10000000 items:
Took 0.974274s to complete round
Took 0.97298s to complete round
Took 0.964506s to complete round
Took 0.96899s to complete round
Took 0.965773s to complete round
Took 0.96457s to complete round
Took 0.974286s to complete round
Took 0.975524s to complete round
Took 0.966238s to complete round
Took 0.964676s to complete round
Checksum: 18446656212269526361
Measure sort_by_functor on 10000000 items:
Took 0.964359s to complete round
Took 0.979619s to complete round
Took 0.974027s to complete round
Took 0.964671s to complete round
Took 0.964764s to complete round
Took 0.966491s to complete round
Took 0.964706s to complete round
Took 0.965115s to complete round
Took 0.964352s to complete round
Took 0.968954s to complete round
Checksum: 18446656212269526361
Measure sort_by_function on 10000000 items:
Took 1.29942s to complete round
Took 1.3029s to complete round
Took 1.29931s to complete round
Took 1.29946s to complete round
Took 1.29837s to complete round
Took 1.30132s to complete round
Took 1.3023s to complete round
Took 1.30997s to complete round
Took 1.30819s to complete round
Took 1.3003s to complete round
Checksum: 18446656212269526361

похоже, что все параметры, кроме передачи указателя функции, очень похожи, а передача указателя функции вызывает штраф +30%.

Он также выглядит как оператор

0