struct基础&通过struct和sort结合代替vector列排列

本文介绍了C和C++中结构体(struct)的定义与使用方法,对比了不同定义方式的区别,并详细讲解了如何利用结构体进行高效排序,包括自定义比较函数实现复杂排序逻辑的应用案例。

通过这道题对struct和vector有了一定程度的理解。

一般struct的声明如下所示,之前还有一篇写数据结构的文章可以参考。

结构体的使用

在C和C++一般有三种定义结构的方法。

typedef struct {
int data;
int text;
} S1;

//这种方法可以在c或者c++中定义一个S1结构

struct S2 {
int data;
int text;
};

// 这种定义方式只能在C++中使用,而如果用在C中,那么编译器会报错

struct {
int data;
int text;
} S3;

这种方法并没有定义一个结构,而是定义了一个s3的结构变量,编译器会为s3内存,注意:之后是无法使用S3 test;这样的方式定义新的结构体变量的

typedef struct和struct的区别在于方法一和三,法一可以用 S1 test;这样的方法定义新的变量,而法三不可以。


要使用此函数只需用#include <algorithm> sort即可使用,语法描述为:

sort(begin,end), sort(begin,end,compare)两种

begin,end为基础参数通过制定首位指针来做升序排列,

如果想要降序排列就需要引入compare函数了

bool compare(int a,int b)
{
  return a<b; //升序排列,如果改为return a>b,则为降序
}

这种方式对vector<int> , a[]等都是可行的,但是如果针对的是二维数组想参照某一列来进行升序或降序排列是无法实现的,他只能实现单行的排列。

如果有按列排序的需求,并且其他同行的元素会跟着某列同时变换要怎么做呢,这时就要引入通过结构体的排序来解决了,可以针对结构体内的某一元素或在值相同情况下参照第二第三元素来排序。

举个形象例子说明,按年龄排序首先考虑年龄,当年龄相同时按姓名排序等。


bool cmp(struct people a,struct people a){

if(a.age!=b.age)

return a.age<b.age;//降序排列

else

return a.name<b.name;//年龄相同,按名字排序

}


在结构体定义新的变量时,如来定义一个新的有一定空间的变量呢?

       struct Couse *a;
       a = new Couse[n];
或
       struct Couse *a = new Couse[n];
或
	struct Data  
	{  
    		char data[100];   
	}str[100]; 
实际上1、2是同一种,三是在确定元素大小的情况下使用,一二则不受此限制。这里写的几点都是在做下边这道题时遇见的,通过这道题对于上边几个知识点有了一定深度的理解。小v今年有n门课,每门都有考试,为了拿到奖学金,小v必须让自己的平均成绩至少为avg。每门课由平时成绩和考试成绩组成,满分为r。现在他知道每门课的平时成绩为ai ,若想让这门课的考试成绩多拿一分的话,小v要花bi 的时间复习,不复习的话当然就是0分。同时我们显然可以发现复习得再多也不会拿到超过满分的分数。为了拿到奖学金,小v至少要花多少时间复习。输入描述:第一行三个整数n,r,avg(n大于等于1小于等于1e5,r大于等于1小于等于1e9,avg大于等于1小于等于1e6),接下来n行,每行两个整数ai和bi,均小于等于1e6大于等于1输出描述:一行输出答案。示例1输入5 10 90 59 18 10 19 100输出43
   
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
struct Couse{
  int grade;
  int time;
};
bool cmp(struct Couse a,struct Couse b){
		return a.time<b.time;
}

int main() {
       int  n,r,avg;
       while(cin>>n>>r>>avg){
       struct Couse *a;
       a = new Couse[n];
       long long total=avg*n;
       long long sum=0;
       long long timeneed=0;
       for(int i=0;i<n;i++){
              cin>>a[i].grade>>a[i].time;
              sum+=a[i].grade;
       }
       sort(a,a+n,cmp);
       for(int i=0;i<n;i++){
              while(a[i].grade<r){
                     if(sum>=total)
                            break;
                     sum+=1;
                     a[i].grade++;
                     timeneed+=a[i].time;
              }
       }
       cout<<timeneed<<endl;
       }
    return 0;
}




                
&lt;think&gt;首先,用户的问题是:&ldquo;请问C++ 如何对结构体进行排序&rdquo;,这很直接。我需要基于系统级指令用户可见层来构建回答。 系统级指令关键点: - 所有行内数学表达式用 $...$,比如变量。 - 独立公式用 $$...$$ 并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如 [^1]。 - 用户可见层:回答结构清晰,逐步解决问题,保证真实可靠。 用户意图:用户想了解如何在C++中对结构体进行排序,可能使用sort函数或算法。参考了站内引用,这些引用提供了例子: - 引用[1]:重载小于号或编写比较函数来自定义排序规则。 - 引用[2]:定义结构体Student,包含namescore,并排序。 - 引用[3]:使用sort函数对结构体数组排序,通过cmp比较函数。 所以,我需要构建一个清晰的中文回答,逐步解释如何对结构体排序。 回答结构: 1. **介绍问题**:简要说明在C++中对结构体排序的常见方法。 2. **步骤分解**: - 定义结构体。 - 使用sort函数需要自定义比较逻辑。 - 方法1:重载小于运算符(&lt;)。 - 方法2:编写自定义比较函数。 - 提供代码示例。 3. **代码示例**:基于引用,给出简单易懂的例子。例如,定义一个Student结构体,按分数排序。 4. **注意事项**:提到效率稳定性等。 5. **生成相关问题**:在末尾添加相关问题,以&ldquo;&sect;&sect;相关问题&sect;&sect;&rdquo;开头。 生成相关问题: - 基于主题,如: 1. 如何对结构体进行多字段排序? 2. 使用sort函数时如何处理相等元素? 3. C++中其他排序算法如何应用于结构体? 确保中文回答,并使用LaTeX格式行内数学表达式,如果有数学元素。但在这个上下文中,可能没有太多数学,但如果有变量,如结构体成员,可以用 $...$。 例如,在描述时,如果提到变量,如 $score$,可以用 $...$ 包裹。 现在,构建回答大纲: - 开头:直接回答用户问题。 - 主体: - 解释定义结构体。 - 解释sort函数需要比较器。 - 方法1:重载 &lt; 运算符。 - 方法2:自定义比较函数。 - 代码示例。 - 结尾:总结或注意事项。 - 相关问题。 代码示例: - 参考引用[2],定义一个Student结构体。 - 展示两种方法。 引用标识:在回答中,如果引用特定段落,添加 [^1],但根据指令,是基于站内引用,所以自然地融入。 最后,添加相关问题。&lt;/think&gt;### C++ 中对结构体进行排序的方法 在 C++ 中,对结构体(struct)进行排序通常使用标准库中的 `sort` 函数(来自 `&lt;algorithm&gt;` 头文件)。由于结构体可能包含多个成员变量,`sort` 函数需要自定义比较逻辑来确定排序规则。常见方法有两种:**重载小于运算符(&lt;)** 或 **编写自定义比较函数**。下面我将逐步解释实现过程,确保代码清晰易懂。 #### 步骤 1: 定义结构体 首先,定义一个结构体,包含需要排序的成员变量。例如,定义一个 `Student` 结构体,包含学生姓名分数: ```cpp #include &lt;iostream&gt; #include &lt;algorithm&gt; // 包含 sort 函数 #include &lt;vector&gt; #include &lt;string&gt; using namespace std; struct Student { string name; // 学生姓名 int score; // 学生分数 // 可选:构造函数,便于初始化 Student(string n, int s) : name(n), score(s) {} }; ``` #### 步骤 2: 使用 sort 函数自定义排序规则 `sort` 函数默认按升序排序,但结构体需要明确指定比较逻辑。以下是两种实现方式: ##### 方法 1: 重载小于运算符(&lt;) 在结构体内部重载 `&lt;` 运算符,定义排序规则(例如,按分数 $score$ 升序排序)。重载后,`sort` 可以直接使用。 ```cpp // 在结构体定义中添加运算符重载 struct Student { string name; int score; // 重载 &lt; 运算符:按分数升序排序 bool operator&lt;(const Student&amp; other) const { return score &lt; other.score; // 如果分数相等,默认按内存地址排序 } }; int main() { vector&lt;Student&gt; students = {{&quot;Alice&quot;, 90}, {&quot;Bob&quot;, 85}, {&quot;Charlie&quot;, 95}}; sort(students.begin(), students.end()); // 直接调用 sort // 输出排序结果 for (const auto&amp; s : students) { cout &lt;&lt; s.name &lt;&lt; &quot;: &quot; &lt;&lt; s.score &lt;&lt; endl; } return 0; } ``` **输出**: ``` Bob: 85 Alice: 90 Charlie: 95 ``` **优点**:代码简洁,适用于单一排序规则。 **缺点**:如果需多字段排序(如分数相同按姓名排序),需在重载中扩展逻辑。 ##### 方法 2: 编写自定义比较函数 定义一个独立的比较函数(或 lambda 表达式),传递给 `sort` 函数。例如,按分数降序排序: ```cpp // 自定义比较函数:按分数降序排序 bool compareByScoreDesc(const Student&amp; a, const Student&amp; b) { return a.score &gt; b.score; // 降序:a.score &gt; b.score } int main() { vector&lt;Student&gt; students = {{&quot;Alice&quot;, 90}, {&quot;Bob&quot;, 85}, {&quot;Charlie&quot;, 95}}; sort(students.begin(), students.end(), compareByScoreDesc); // 传入比较函数 // 输出排序结果 for (const auto&amp; s : students) { cout &lt;&lt; s.name &lt;&lt; &quot;: &quot; &lt;&lt; s.score &lt;&lt; endl; } return 0; } ``` **输出**: ``` Charlie: 95 Alice: 90 Bob: 85 ``` **多字段排序示例**:如果分数相同,按姓名升序排序: ```cpp bool compareMultiField(const Student&amp; a, const Student&amp; b) { if (a.score != b.score) { return a.score &gt; b.score; // 分数降序优先 } return a.name &lt; b.name; // 分数相同时,姓名升序 } // 在 sort 中调用:sort(students.begin(), students.end(), compareMultiField); ``` **优点**:灵活,支持复杂规则;无需修改结构体定义。 **缺点**:代码稍长,但可读性高。 #### 注意事项 - **效率**:`sort` 函数平均时间复杂度为 $O(n \log n)$,适合大多数场景。如果结构体数据量大,考虑优化比较函数逻辑。 - **稳定性**:`sort` 不是稳定排序(相等元素顺序可能改变)。如需稳定性,可用 `stable_sort`。 - **引用类型**:比较函数参数应使用 `const` 引用(如 `const Student&amp;`)以避免拷贝开销。 - **头文件**:确保包含 `&lt;algorithm&gt;` `&lt;vector&gt;`(或数组)。 通过以上方法,您可以轻松对任何结构体数组或容器进行排序。实践中,推荐使用自定义比较函数,因为它更灵活且易于维护[^1][^2][^3]。
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