3个向量的高效排序算法

Posted 2023-02-21

【中文标题】3个向量的高效排序算法

【英文标题】：Efficient sorting algorithm for 3 vectors

【发布时间】：2015-04-20 16:25:52

【问题描述】：

我有 3 个向量，category description 和 price 我已经编写了这段代码，将由 category 组织的向量放入一个名为 menuFile 的文件中：

for(int x = 0; x < _category.size(); x++)
    if(_category[x].compare("Starter") == 0)
        menuFile << _category[x] << ":" << _description[x] << ":" << _price[x] << endl;
    


for(int x = 0; x < _category.size(); x++)
    if(_category[x].compare("Main") == 0)
        menuFile << _category[x] << ":" << _description[x] << ":" << _price[x] << endl;
    


for(int x = 0; x < _category.size(); x++)
    if(_category[x].compare("Pudding") == 0)
        menuFile << _category[x] << ":" << _description[x] << ":" << _price[x] << endl;
    


for(int x = 0; x < _category.size(); x++)
    if(_category[x].compare("Drink") == 0)
        menuFile << _category[x] << ":" << _description[x] << ":" << _price[x] << endl;
    
      

但这似乎不是一个非常有效的方法。有更好的方法吗？

【问题讨论】：

这就是 struct 和 class 存在的目的。

category、description、price 分别是什么类型？它们只是字符串吗？似乎您希望 struct 将此数据作为一个组包含，然后您可以编写自定义比较运算符并在输出之前在您的向量上调用 std::sort。

您几乎肯定希望从具有三个成员的结构（或类）开始，而不是三个向量，然后创建这些结构的向量。这样可以很容易地按照您选择的顺序对项目进行排序。

考虑在 codereview.stackexchange 上发布这个，那里似乎更合适。

是 'category' 唯一的排序方案（否则，您可能会看看 boost.org/doc/libs/1_58_0/libs/multi_index/doc/index.html - 虽然有点复杂）

【参考方案1】：

我相信你应该创建一个结构来处理这三种类型的数据，然后为它制作一个向量。

例如：

struct Menu 
    string category;
    string description;
    int price;
;

那么我建议您实施比较器来决定如何对数据进行排序。比方说按价格排序（你当然可以决定如何实现重载运算符）。

struct Menu 
    string category;
    string description;
    int price;
    bool operator < (const Menu& rhs) const 
        return (this->price < rhs.price);
    
;

然后为这个结构创建一个向量并对其进行排序。

vector<Menu> menu;
// do something, insert data
sort(menu.begin(),menu.end());

然后相应地输出。

for(int x = 0; x < menu.size(); x++)
    menuFile << menu[x].category << ":" << menu[x].description << ":" << menu[x].price << endl;
  

【讨论】：

我什至会说类别也应该是enum

Nicer 是按谓词（类别、描述或价格）排序

bool operator<(const Menu&rhs)const if(this.category!=rhs.category) return this.category<rhs.category; if(this.price!=rhs.price) return this.price<rhs.price; return this.description<rhs.description;

【参考方案2】：

我不知道你的容器类型是什么，所以我假设std::string。最简单的方法可能是单独制作一个 vector 和 tuples：

using StrTuple = std::tuple<std::string*, std::string*, std::string*>;
std::vector<StrTuple> combined;
for (size_t i = 0; i < _category.size(); ++i) 
    combined.emplace_back(&_category[i], &_description[i], &_price[i]);

然后按类别排序：

std::sort(std::begin(combined), std::end(combined),
          [](const StrTuple& lhs, const StruTuple& rhs) 
              return *std::get<0>(lhs) < *std::get<0>(rhs);
          );

然后按顺序流式传输：

for (auto& t : combined) 
    menuFile << *std::get<0>(t) << ":" << *std::get<1>(t) << ":" << *std::get<2>(t) << std::endl;

同样可以使用单独的类型来实现，例如：

struct CombinedValues 
    std::string *category, *description, *price;
;

【参考方案3】：

我认为没有更有效的算法可以做到这一点。你可能会这么认为，因为你用同样的东西做了 4 次循环。但是你仍然在做 O(n) 效率。添加类似上述命题的排序操作会增加一个以 O(n*log(n)) 效率运行的步骤，这会更糟。

你仍然需要 4 个循环，所以我们唯一可以尝试优化的是测试，即用更快的方法替换每个循环中的字符串 compare() 操作。可能的方法是将字符串测试替换为整数测试，这意味着在新向量中预先计算类别编号（即，如果 category=="Starter"，则值为 0，如果为“Main”，则值为 1，等等，并且值不同于0..3 如果不是任何有趣的类别（如果可能的话）

这意味着计算这个类别的初始循环可以提高效率（使用平均 2 个字符串比较）。甚至更少使用类别字符串的哈希映射。

所以在循环中，我们只对每个元素进行整数比较而不是字符串比较。但是，我们在第一个循环中添加了计算类别编号的时间。乍一看哪个更快并不明显：4 个循环和 4*n 字符串比较或 4 个循环、2*n 字符串比较和 4*n 整数比较。如果比较字符串比比较整数的成本要高得多，那可能会更快。

对于这类东西，唯一知道的方法是测量实际执行时间。显然，所有这些都非常耗时，因此只有在确实需要时才这样做（即您的分析器告诉您这部分需要优化）