[英]Is there support in C++/STL for sorting objects by attribute?
我想知道 STL 是否对此提供支持:
假设我有这样的课程:
class Person
{
public:
int getAge() const;
double getIncome() const;
..
..
};
和一个向量:
vector<Person*> people;
我想按年龄对人的向量进行排序:我知道我可以通过以下方式进行:
class AgeCmp
{
public:
bool operator() ( const Person* p1, const Person* p2 ) const
{
return p1->getAge() < p2->getAge();
}
};
sort( people.begin(), people.end(), AgeCmp() );
有没有更简洁的方法来做到这一点? 仅仅因为我想根据“属性”进行排序,就必须定义一个完整的类似乎有点过头了。 可能是这样的?
sort( people.begin(), people.end(), cmpfn<Person,Person::getAge>() );
基于成员属性进行比较的通用适配器。 虽然它在第一次可重用时更加冗长。
// Generic member less than
template <typename T, typename M, typename C>
struct member_lt_type
{
typedef M T::* member_ptr;
member_lt_type( member_ptr p, C c ) : ptr(p), cmp(c) {}
bool operator()( T const & lhs, T const & rhs ) const
{
return cmp( lhs.*ptr, rhs.*ptr );
}
member_ptr ptr;
C cmp;
};
// dereference adaptor
template <typename T, typename C>
struct dereferrer
{
dereferrer( C cmp ) : cmp(cmp) {}
bool operator()( T * lhs, T * rhs ) const {
return cmp( *lhs, *rhs );
}
C cmp;
};
// syntactic sugar
template <typename T, typename M>
member_lt_type<T,M, std::less<M> > member_lt( M T::*ptr ) {
return member_lt_type<T,M, std::less<M> >(ptr, std::less<M>() );
}
template <typename T, typename M, typename C>
member_lt_type<T,M,C> member_lt( M T::*ptr, C cmp ) {
return member_lt_type<T,M,C>( ptr, cmp );
}
template <typename T, typename C>
dereferrer<T,C> deref( C cmp ) {
return dereferrer<T,C>( cmp );
}
// usage:
struct test { int x; }
int main() {
std::vector<test> v;
std::sort( v.begin(), v.end(), member_lt( &test::x ) );
std::sort( v.begin(), v.end(), member_lt( &test::x, std::greater<int>() ) );
std::vector<test*> vp;
std::sort( v.begin(), v.end(), deref<test>( member_lt( &test::x ) ) );
}
您不需要创建一个类 - 只需编写一个函数:
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
struct Person {
int age;
int getage() const {
return age;
}
};
bool cmp( const Person * a, const Person * b ) {
return a->getage() < b->getage() ;
}
int main() {
vector <Person*> v;
sort( v.begin(), v.end(), cmp );
}
这本身并不是一个真正的答案,作为对 AraK 对我评论的回复的回复,即使用函数而不是仿函数进行排序可能会更慢。 下面是一些比较各种排序的(诚然丑陋——CnP 太多)测试代码:qsort、std::sort of vector vs. array,以及 std::sort 使用模板类、模板函数或普通函数进行比较:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int compare(void const *a, void const *b) {
if (*(int *)a > *(int *)b)
return -1;
if (*(int *)a == *(int *)b)
return 0;
return 1;
}
const int size = 200000;
typedef unsigned long ul;
void report(char const *title, clock_t ticks) {
printf("%s took %f seconds\n", title, ticks/(double)CLOCKS_PER_SEC);
}
void wait() {
while (clock() == clock())
;
}
template <class T>
struct cmp1 {
bool operator()(T const &a, T const &b) {
return a < b;
}
};
template <class T>
bool cmp2(T const &a, T const &b) {
return a<b;
}
bool cmp3(int a, int b) {
return a<b;
}
int main(void) {
static int array1[size];
static int array2[size];
srand(time(NULL));
for (int i=0; i<size; i++)
array1[i] = rand();
const int iterations = 100;
clock_t total = 0;
for (int i=0; i<iterations; i++) {
memcpy(array2, array1, sizeof(array1));
wait();
clock_t start = clock();
qsort(array2, size, sizeof(array2[0]), compare);
total += clock()-start;
}
report("qsort", total);
total = 0;
for (int i=0; i<iterations; i++) {
memcpy(array2, array1, sizeof(array1));
wait();
clock_t start = clock();
std::sort(array2, array2+size);
total += clock()- start;
}
report("std::sort (array)", total);
total = 0;
for (int i=0; i<iterations; i++) {
memcpy(array2, array1, sizeof(array1));
wait();
clock_t start = clock();
std::sort(array2, array2+size, cmp1<int>());
total += clock()- start;
}
report("std::sort (template class comparator)", total);
total = 0;
for (int i=0; i<iterations; i++) {
memcpy(array2, array1, sizeof(array1));
wait();
clock_t start = clock();
std::sort(array2, array2+size, cmp2<int>);
total += clock()- start;
}
report("std::sort (template func comparator)", total);
total = 0;
for (int i=0; i<iterations; i++) {
memcpy(array2, array1, sizeof(array1));
wait();
clock_t start = clock();
std::sort(array2, array2+size, cmp3);
total += clock()- start;
}
report("std::sort (func comparator)", total);
total = 0;
for (int i=0; i<iterations; i++) {
std::vector<int> array3(array1, array1+size);
wait();
clock_t start = clock();
std::sort(array3.begin(), array3.end());
total += clock()-start;
}
report("std::sort (vector)", total);
return 0;
}
使用cl /O2b2 /GL sortbench3.cpp
用 VC++ 9/VS 2008 编译它,我得到:
qsort took 3.393000 seconds
std::sort (array) took 1.724000 seconds
std::sort (template class comparator) took 1.725000 seconds
std::sort (template func comparator) took 2.725000 seconds
std::sort (func comparator) took 2.505000 seconds
std::sort (vector) took 1.721000 seconds
我相信这些相当干净地分为三组:使用带有默认比较的排序,以及使用模板类生成最快的代码。 使用函数或模板函数显然更慢。 使用 qsort 是(对某些人来说令人惊讶的)最慢的,大约为 2:1。
cmp2 和 cmp3 之间的差异似乎完全源于按引用传递与值传递——如果您更改 cmp2 以按值获取其参数,它的速度与 cmp3 完全匹配(至少在我的测试中)。 不同之处在于,如果您知道类型将是int
,那么您几乎肯定会通过值传递,而对于泛型T
,您通常会通过 const 引用传递(以防万一它的复制成本更高)。
如果您只想按一件事对人员进行排序(或者如果有一个合理的默认值,您大部分时间都希望使用该默认值),请覆盖operator<
以便People
类按此属性进行排序. 如果没有显式比较器,STL 排序函数(以及任何隐式使用排序的函数,如集合和映射)将使用operator<
。
当您想按operator<
以外的其他内容进行排序时,您描述的方式是当前 C++ 版本的唯一方法(尽管比较器可以只是一个常规函数;它不必是函子)。 C++0x 标准通过允许lambda 函数来减少冗长。
如果您不愿意等待 C++0x,另一种方法是使用boost::lambda 。
尽管我喜欢模板的想法,但这些答案都非常冗长! 只需使用 lambda 函数,它就让事情变得简单多了!
你可以用这个:
sort( people.begin(), people.end(), []( Person a, Person b ){ return a.age < b.age; } );
我看到 dribeas 已经发布了这个想法,但是因为我已经写了它,所以这里是你如何编写一个通用比较器来使用 getter 函数的方法。
#include <functional>
template <class Object, class ResultType>
class CompareAttributeT: public std::binary_function<const Object*, const Object*, bool>
{
typedef ResultType (Object::*Getter)() const;
Getter getter;
public:
CompareAttributeT(Getter method): getter(method) {}
bool operator()(const Object* lhv, const Object* rhv) const
{
return (lhv->*getter)() < (rhv->*getter)();
}
};
template <class Object, class ResultType>
CompareAttributeT<Object, ResultType> CompareAttribute(ResultType (Object::*getter)() const)
{
return CompareAttributeT<Object, ResultType>(getter);
}
用法:
std::sort(people.begin(), people.end(), CompareAttribute(&Person::getAge));
我认为为非指针重载operator()
可能是一个好主意,但是不能通过从binary_function
继承来对 argument_types 进行类型定义——这可能不是一个很大的损失,因为在那些地方很难使用它无论如何都需要,例如,无论如何都不能否定比较函子。
您可以只拥有一个全局函数或一个静态函数。 这些全局或静态函数中的每一个都与一个属性进行比较。 不需要上课。 保存论文进行比较的一种方法是使用 boost bind,但 bind 仅用于查找所有类或将所有类与某个绑定参数进行比较。 跨多个元素存储数据是制作仿函数的唯一原因。
编辑:另见 boost lambda 函数,但它们仅适用于简单函数。
我只是根据 UncleBens 和 david-rodriguez-dribeas 的想法尝试了这个。
这似乎与我当前的编译器一起工作(原样)。 g++ 3.2.3。 请让我知道它是否适用于其他编译器。
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
Person( int _age )
:age(_age)
{
}
int getAge() const { return age; }
private:
int age;
};
template <typename T, typename ResType>
class get_lt_type
{
ResType (T::*getter) () const;
public:
get_lt_type(ResType (T::*method) () const ):getter(method) {}
bool operator() ( const T* pT1, const T* pT2 ) const
{
return (pT1->*getter)() < (pT2->*getter)();
}
};
template <typename T, typename ResType>
get_lt_type<T,ResType> get_lt( ResType (T::*getter) () const ) {
return get_lt_type<T, ResType>( getter );
}
int main() {
vector<Person*> people;
people.push_back( new Person( 54 ) );
people.push_back( new Person( 4 ) );
people.push_back( new Person( 14 ) );
sort( people.begin(), people.end(), get_lt( &Person::getAge) );
for ( size_t i = 0; i < people.size(); ++i )
{
cout << people[i]->getAge() << endl;
}
// yes leaking Persons
return 0;
}
从 C++20 开始,您可以使用投影直接执行此操作。 投影可以应用于排序范围的每个元素:
#include <algorithm>
#include <vector>
std::vector<Person> persons;
std::ranges::sort(persons, {}, &Person::getAge);
std::vector<Person*> personPtrs;
std::ranges::sort(personPtrs, {}, &Person::getAge);
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