map的默认排序和自定义排序

Posted 2020-10-20 不知期

STL的容器map为我们处理有序key-value形式数据提供了非常大的便利，由于内部红黑树结构的存储，查找的时间复杂度为O(log2N)。

一般而言，使用map的时候直接采取map<typename A, typename B>的形式即可，map的内部实现默认使用A类型变量的升序来排序map的值。

但是有时我们需要对map的值做特殊的排序(不经其他容器的辅助)，这就需要在定义map变量时做些特殊的处理。

STL中map的定义是：

1 template<class _Kty,
2     class _Ty,
3     class _Pr = less<_Kty>,
4     class _Alloc = allocator<pair<const _Kty, _Ty>>>
5     class map
6         : public _Tree<_Tmap_traits<_Kty, _Ty, _Pr, _Alloc, false>>
7     {    

这是一个模板类，我们的特殊处理主要改造的就是class _Pr = less<_Kty>，并且从这里我们也能看到，无论做哪种修改，排序都是针对key而言的，要实现value的自定义排序，

不是修改_Pr类型能完成的。

替换_Pr的也必须是一个类型，即至少我们要自己创建一个类型，用来做key的比较。自然，我们需要做的是重载函数调用操作符"()"，一般的形式为

1 class T{
2 public:
3     bool operator()(const T& lhs, const T& rhs)const
4     {
5         ...    
6     }    
7 };

代码需包含头文件<algorithm>、<functional>。

下面是常见的一些自定义排序：

a.对基本类型的key以降序排列

　　map默认提供的是less<_Kty>类型的排序方式，阅读STL源码

 1 template<class _Ty = void>
 2     struct less
 3     {    // functor for operator<
 4     _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef _Ty first_argument_type;
 5     _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef _Ty second_argument_type;
 6     _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef bool result_type;
 7 
 8     constexpr bool operator()(const _Ty& _Left, const _Ty& _Right) const
 9         {    // apply operator< to operands
10         return (_Left < _Right);
11         }
12     };

　　修改上述代码的第10行，为修改后的类型起一个自定义名字很简单，不过STL已经为我们提供了整个类型定义：

 1 template<class _Ty = void>
 2     struct greater
 3     {    // functor for operator>
 4     _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef _Ty first_argument_type;
 5     _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef _Ty second_argument_type;
 6     _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef bool result_type;
 7 
 8     constexpr bool operator()(const _Ty& _Left, const _Ty& _Right) const
 9         {    // apply operator> to operands
10         return (_Left > _Right);
11         }
12     };

 

　　我们直接使用就行：

 1 std::map<int, int, std::greater<int>> mi;
 2     for (int i = 0; i < 5; i++)
 3     {
 4         mi[i] = i * 2;
 5     }
 6 
 7     std::for_each(mi.begin(), mi.end(), 
 8         [](const std::map<int, int, std::greater<int>>::value_type& vl) {
 9         cout << "key:" << vl.first << "　　value:" << vl.second << \'\\n\';
10     });

 

　　对应的输出为：

　　

 

　　这里，我们实现了按key降序排列的目的。

 b.为自定义类型的key做排序：

　　自定义类型的key定义map时(使用map默认排序)，我们一般都要做一件事：为自定义类型重载“<”操作符，显然，这是为了map创建对象时可以使用less。

　　因此，我们替换less<_Kty>也同样是要做这样的事：自定义排序规则，  比如： 

 1 class MyKey {
 2 public:
 3     MyKey(int fidx = 0, int sidx = 0)
 4         :m_firstIdx(fidx), m_secondIdx(sidx) {}
 5 
 6     int m_firstIdx;
 7     int m_secondIdx;
 8 };
 9 
10 class MyCompare{
11 public:
12     bool operator()(const MyKey& lhs, const MyKey& rhs)const
13     {
14         if (lhs.m_firstIdx > rhs.m_firstIdx)
15         {
16             return true;
17         }
18         else if (lhs.m_firstIdx == rhs.m_firstIdx)
19         {
20             return lhs.m_secondIdx > rhs.m_secondIdx;
21         }
22         return false;
23     }
24 };
25 
26 class MyCompare2 {
27 public:
28     bool operator()(const MyKey& lhs, const MyKey& rhs)const
29     {
30         return lhs.m_firstIdx > rhs.m_firstIdx;
31     }
32 };

使用MyCompare：

 1 std::map<MyKey, int, MyCompare> mi;
 2     for (int i = 0; i < 5; i++)
 3     {
 4         mi[MyKey(i * 2, i)] = i * 2;
 5     }
 6 
 7     std::for_each(mi.begin(), mi.end(), 
 8         [](const std::map<MyKey, int, MyCompare>::value_type& vl) {
 9         cout << "key:" << vl.first.m_firstIdx << "-" << vl.first.m_secondIdx << "  value:" << vl.second << \'\\n\';
10     });

使用MyCompare2:

 1 std::map<MyKey, int, MyCompare2> mi;
 2     for (int i = 0; i < 5; i++)
 3     {
 4         mi[MyKey(i * 2, i)] = i * 2;
 5     }
 6 
 7     std::for_each(mi.begin(), mi.end(), 
 8         [](const std::map<MyKey, int, MyCompare2>::value_type& vl) {
 9         cout << "key:" << vl.first.m_firstIdx << "-" << vl.first.m_secondIdx << "  value:" << vl.second << \'\\n\';
10     });

　　以上两种有相同的输出：

 我们实现了自定义类型自定义排序的目的。

 

可以看到，使用map其实有很大的自由度，我们完全可以定制自己的map，为我们解决问题、精简代码带来很大的便利。