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: 74Jimy: 56Mary: 92Jessy: 85Jone: 56Bush: 52Winter: 77Andyer: 63Lily: 76Maryia: 89-----after sort ....Bush: 52Jimy: 56Jone: 56Andyer: 63Tom: 74Lily: 76Winter: 77Jessy: 85Maryia: 89Mary: 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: 74Jimy: 56Mary: 92Jessy: 85Jone: 56Bush: 52Winter: 77Andyer: 63Lily: 76Maryia: 89-----after sort ....Bush: 52Jimy: 56Jone: 56Andyer: 63Tom: 74Mary: 92Jessy: 85Winter: 77Lily: 76Maryia: 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: 74Jimy: 56Mary: 92Jessy: 85Jone: 56Bush: 52Winter: 77Andyer: 63Lily: 76Maryia: 89-----after sort ....Jone: 56Bush: 52Jimy: 56Andyer: 63Jessy: 85Mary: 92Winter: 77Tom: 74Lily: 76Maryia: 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: 74Jimy: 56Mary: 92Jessy: 85Jone: 56Bush: 52Winter: 77Andyer: 63Lily: 76Maryia: 89-----after sort ....Jimy: 56Jone: 56Bush: 52Tom: 74Mary: 92Jessy: 85Winter: 77Andyer: 63Lily: 76Maryia: 89看见了吗,Jimy,Jone, Bush(难怪说美国总统比较笨
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):
联系客服