C++ sort函数的使用

在 C++ 中，std::sort 是标准库 <algorithm> 中的一个模板函数，用于对序列进行排序。以下是它的详细使用方法：

基本语法

template< class RandomIt >
void sort( RandomIt first, RandomIt last );

• first：指向要排序范围的第一个元素的随机访问迭代器。

• last：指向要排序范围的最后一个元素的下一个位置的随机访问迭代器。

默认情况下，std::sort 会对范围 [first, last) 中的元素按升序（从小到大）进行排序。

返回值

std::sort 不返回任何值，它在原地对序列进行排序。

可选参数

template< class RandomIt, class Compare >
void sort( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );

• comp：自定义比较函数，用于定义排序顺序。

示例

1. 使用默认排序（升序）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 3, 2, 4, 1};

    std::sort(vec.begin(), vec.end()); // 默认升序排序

    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    } // 输出：1 2 3 4 5

    return 0;
}

2. 使用自定义比较函数（降序）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

bool descendingCompare(int a, int b) {
    return a > b;
}

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 3, 2, 4, 1};

    std::sort(vec.begin(), vec.end(), descendingCompare); // 使用自定义比较函数

    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    } // 输出：5 4 3 2 1

    return 0;
}

使用 Lambda 表达式更简洁：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 3, 2, 4, 1};

    std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) { // Lambda 表达式
        return a > b;
    });

    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    } // 输出：5 4 3 2 1

    return 0;
}

3. 使用标准比较函数对象

C++ 标准库提供了一些比较函数对象，如 std::greater。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional> // 包含 std::greater

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 3, 2, 4, 1};

    std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::greater<int>()); // 使用 std::greater 进行降序排序

    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    } // 输出：5 4 3 2 1

    return 0;
}

4. 对字符串排序

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

int main() {
    std::vector<std::string> vec = {"banana", "apple", "cherry", "date"};

    std::sort(vec.begin(), vec.end()); // 按字典序排序

    for (const std::string& str : vec) {
        std::cout << str << " ";
    } // 输出：apple banana cherry date

    return 0;
}

5. 对自定义对象排序

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

struct Person {
    std::string name;
    int age;
};

// 自定义比较函数
bool compareByName(const Person& a, const Person& b) {
    return a.name < b.name;
}

bool compareByAge(const Person& a, const Person& b) {
    return a.age < b.age;
}

int main() {
    std::vector<Person> people = {
        {"Alice", 30},
        {"Bob", 25},
        {"Charlie", 35}
    };

    // 按名字排序
    std::sort(people.begin(), people.end(), compareByName);
    for (const auto& person : people) {
        std::cout << person.name << " " << person.age << std::endl;
    }
    /*
    输出：
    Alice 30
    Bob 25
    Charlie 35
    */

    // 按年龄排序
    std::sort(people.begin(), people.end(), compareByAge);
    for (const auto& person : people) {
        std::cout << person.name << " " << person.age << std::endl;
    }
    /*
    输出：
    Bob 25
    Alice 30
    Charlie 35
    */

    return 0;
}

注意事项

1. 随机访问迭代器：std::sort 要求迭代器必须支持随机访问（如容器 std::vector、std::array 和 C 风格数组）。

2. 性能：std::sort 的平均时间复杂度为 O(N log N)，是一种高效的排序算法。

3. 稳定性：std::sort 并不保证稳定性（即相等元素的相对顺序可能会改变）。

4. 自定义比较：如果提供自定义比较函数，必须确保它满足严格弱序（即无法比较的元素不允许存在）。