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c++vector 使用sort函数

时间: 2023-10-22 09:31:30 浏览: 318

C++使用sort函数进行容器排序.docx

### C++中使用sort函数进行容器排序 #### 一、sort函数概述 `sort`函数是C++标准模板库(STL)中的一个强大工具，它主要用于对容器中的元素进行排序。`sort`函数的实现基于快速排序算法，具有较高的效率。在实际应用中，我们常常需要对不同类型的数据进行排序，这不仅包括基本数据类型如`int`或`double`，还包括自定义的数据结构如`vector`、`array`等。因此，了解`sort`函数的基本用法及高级特性是非常重要的。 #### 二、sort函数的基本用法 `sort`函数有两种主要形式： 1. **默认版本**： ```cpp template <class RandomAccessIterator> void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); ``` 此版本适用于基本数据类型，默认按升序排序。 2. **自定义版本**： ```cpp template <class RandomAccessIterator, class Compare> void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp); ``` 当需要对复杂数据类型（如用户自定义的类或结构体）进行排序时，可以使用此版本，并提供一个比较函数`comp`。 #### 三、基本数据类型排序示例对于基本数据类型，如`int`，可以直接使用`sort`函数进行排序，无需额外提供比较函数。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> int main() { std::vector<int> v = {2, 0, 1, 5, 9, 2, 7}; std::sort(v.begin(), v.end()); // 或者使用 less<int>() 作为比较函数 std::sort(v.begin(), v.end(), std::less<int>()); // 输出排序后的结果 for (int i : v) { std::cout << i << " "; } return 0; } ``` #### 四、降序排序若需要降序排序，可以通过以下两种方式实现： 1. **使用迭代器的反转属性**： ```cpp std::sort(v.rbegin(), v.rend()); ``` 这种方法实际上是先将容器逆序，然后再升序排序，最终达到降序的效果。 2. **使用`greater`仿函数**： ```cpp std::sort(v.begin(), v.end(), std::greater<int>()); ``` #### 五、容器元素的排序对于更复杂的容器如`vector<vector<int>>`，`sort`函数同样适用。 - **按照第一列排序**： - **升序**： ```cpp std::vector<std::vector<int>> m = {{1, 4, 2}, {0, 8, 3}, {3, 5, 1}}; std::sort(m.begin(), m.end()); ``` - **降序**： ```cpp std::sort(m.rbegin(), m.rend()); ``` - **按照特定列排序**：如果需要根据第二列或其他列进行排序，可以通过提供一个比较函数实现。 ```cpp std::sort(m.begin(), m.end(), [](const std::vector<int>& a, const std::vector<int>& b) { return a[1] < b[1]; }); ``` #### 六、自定义类的排序对于自定义类的排序，也需要提供一个比较函数。 ```cpp class MyClass { public: std::string name; int age; MyClass(std::string name, int age): name(name), age(age) {} }; bool cmp(MyClass &a, MyClass &b) { return a.age < b.age; } int main() { std::vector<MyClass> vec; vec.push_back(MyClass("adam", 12)); vec.push_back(MyClass("Tom", 1)); vec.push_back(MyClass("Bob", 5)); std::sort(vec.begin(), vec.end(), cmp); // 输出排序后的结果 for (auto& obj : vec) { std::cout << obj.name << " " << obj.age << std::endl; } return 0; } ``` #### 七、性能优化 `sort`函数的性能优化主要涉及以下几个方面： 1. **选择合适的排序算法**：尽管`sort`函数基于快速排序，但在某些情况下，如部分已排序的数组，可能需要考虑使用`std::stable_sort`或其他排序算法。 2. **减少比较次数**：通过调整容器大小或预处理数据可以减少不必要的比较次数。 3. **利用缓存局部性**：适当的数据结构和存储方式可以帮助提高访问速度。 #### 八、排序的扩展：nth_element函数 `nth_element`函数是另一种有用的排序工具，它的作用是在容器中找到第n个元素的位置，并保证该位置之前的元素都不大于该元素，之后的元素都不小于该元素。 ```cpp template <class RandomAccessIterator> void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth, RandomAccessIterator last); ``` 这个函数特别适合于寻找中位数等应用场景，相比于完全排序，它的时间复杂度更低，通常为O(n)。 #### 总结通过对`sort`函数的深入了解，我们可以更加高效地对各种类型的容器进行排序。无论是基本数据类型还是自定义类对象，甚至是多维数组，都可以通过灵活运用`sort`函数实现快速而准确的排序。此外，`nth_element`函数提供了更为灵活的排序选择，有助于在某些特定场景下提高程序的执行效率。

在C++中使用sort函数对vector进行排序的步骤如下： 1. 首先，需要包含<algorithm>头文件，并使用命名空间std。 2. 创建一个vector容器，并添加元素。例如，可以使用push_back()函数将元素添加到vector中。 3. 调用sort()函数对vector进行排序。sort()函数的第一个参数是vector的起始地址，第二个参数是结束地址（最后一个要排序的元素的地址）。例如，如果要对vector进行升序排序，可以使用sort(ch.begin(), ch.end())。如果要对vector进行降序排序，可以使用sort(ch.begin(), ch.end(), cmp)，其中cmp是自定义的比较函数。 4. 排序完成后，可以通过遍历vector来访问排序后的元素。例如，可以使用for循环来输出排序后的元素。总结：要在C++中使用sort函数对vector进行排序，需要包含<algorithm>头文件和使用命名空间std，然后用sort()函数对vector进行排序。排序后可以通过遍历vector来访问排序后的元素。1234

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