在 C++ 中使用运算符 < 对字符串进行排序答案

【问题标题】：Sorting strings in C++ using operator <在 C++ 中使用运算符 < 对字符串进行排序
【发布时间】：2011-07-27 05:38:35
【问题描述】：

以下数组是用 C++ 代码给出的：

char strings[105][105];

编写operator< 以使用STL sort 函数对字符串进行排序的正确方法是什么，这可能吗？

【问题讨论】：

这看起来有点像家庭作业问题。
为什么要对字符数组使用 stl 排序？不使用 std::strings？
什么字符串。我没有看到任何字符串（只是一个大的（2-D）字符数组）。
@Leonid：您是否描述并证明 std::string 对于您的使用来说太慢了？
要使用 std::sort ，您需要编写自己的专用迭代器，将数组用作其中的成员并提供一些漂亮的复制解决方案。正如已经多次说过的那样，现在 std::string 将变得更容易编写和维护，并且可能更高效。

标签： c++ string sorting stl operators

【解决方案1】：

该代码实际上看起来很像 C 代码，而不是使用 std::string 的 C++。

没有办法编写可以与std::sort 一起使用的operator<，因为除非你也写了，否则没有任何交换可以正常工作。

使用std::string 会使这变得非常简单，否则您将不得不编写自己的operator<（查看C 函数strcmp）和swap 函数。

编辑：请注意，交换 std::strings 几乎肯定会比交换 char 数组中的大量内存更快。

【讨论】：

目标是使用 STL 中的 sort 函数，这在 C 中不可用。由于迭代器的工作方式，这可能是不可能的。 std::string 提供了我想避免的不必要的开销。在 struct 中包装字符数组提供了一种使用 sort 函数重载 operator< 的方法。想知道是否有更多方法可以使用sort 对字符数组进行排序。
@Leonid 您是否分析并表明std::string 与您想象的一样慢，并且是您应用程序的实际瓶颈？奇怪的是，更简单的程序（例如使用 string 之类的抽象）往往表现得更好，因为您能够专注于高级算法而不是低级细节。
在我的情况下，std::string 必须进行动态内存分配，我想通过使用静态字符数组来避免这种情况。对于this question的目的，我一点也不好奇找到哪个更快。我很想知道是否可以在字符数组上使用sort。
@Leonid：动态内存分配允许简单地交换指向字符串的内部指针，而不是来回复制所有这些字符。请记住，std::string 通常不会对短字符串使用动态分配（动态分配的成本超过其收益）。

【解决方案2】：

无法编写operator< 来处理char 数组。

【讨论】：

【解决方案3】：

假设您确实确实需要按行对二维数组进行排序，即使给定一个有效的比较器函子，让std::sort() 为您执行此操作有点困难：它需要某种排序迭代器适配器。

但是，您可以轻松使用其他就地排序算法，例如选择排序：

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

template<int N>
bool char_array_less(const char(&l)[N], const char(&r)[N])
{
   return std::char_traits<char>::compare(&l[0], &r[0], N) < 0;
// for a more general solution
// return std::lexicographical_compare(&l[0], &l[0]+N, &r[0], &r[0]+N);
}

template<int N>
void swap_char_arrays( char(*l)[N], char(*r)[N])
{
    std::swap_ranges(&(*l)[0], &(*l)[0]+N, &(*r)[0]);
}

const int ROWS = 105;
const int COLS = 105;
int main()
{
    char a[ROWS][COLS] = {"foo", "bar", "whatever" };

    for(char(*i)[COLS] = a; i != a+ROWS; ++i)
        swap_char_arrays(i,
                         std::min_element(i, a+ROWS, char_array_less<COLS>));

    for(int i=0; i<ROWS; ++i)
        std::cout << a[i] << '\n';
}

试运行：https://ideone.com/15hRB

【讨论】：

【解决方案4】：

你不能为指针重载operator<，但你不需要，因为 std::sort 可以接受任何比较函数（或函子）。

另一个问题是排序算法不能交换数组，因为它们是不可赋值的。但是你可以将一个指针数组排序到二维数组中（保持原来的数组不变）。

#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <cstdio>

bool compare_cstring(const char* a, const char* b)
{
    return strcmp(a, b) < 0;
}

int main()
{
    const int count = 5;
    char strings[count][10] = { "One", "Two", "Three", "Four", "Five" };
    char* sorted_view[count];
    for (int i = 0; i != count; ++i) {
        sorted_view[i] = strings[i];
    }

    std::sort(sorted_view, sorted_view + count, compare_cstring);
    for (int i = 0; i != count; ++i) {
        puts(sorted_view[i]);
    }
}

【讨论】：