按规则对结构的 std::list 进行排序答案

【问题标题】：Sorting the std::list of structures by rule按规则对结构的 std::list 进行排序
【发布时间】：2021-07-15 08:36:27
【问题描述】：

我有一个std::list<struct Data> data。我需要根据rule 规则将data 按head 排序。

为此，我使用std::list::sort(Compare comp)。

下面的实现有效，但是效率低下。在rule列表中查找元素需要遍历列表，计算距离需要再次遍历列表。

数据还能如何排序？也许使用向量、unordered_map 等？

#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>

struct Data {
    std::string code;
    std::string text;
    std::string head;
};

int main() {
    struct Data data1{"0010", "it is text1", "head3"};
    struct Data data2{"0025", "it is text2", "head1"};
    struct Data data3{"0065", "it is text3", "head2"};
    struct Data data4{"0011", "it is text4", "head2"};
    
    std::list<struct Data> data = {data1, data2, data3, data4};
    
    std::list<std::string> rule = {"head1", "head2", "head3", "head4"};
    

    data.sort([&rule](const Data& first, const Data& second) {
        auto index_a = std::distance(rule.begin(), std::find(rule.begin(),rule.end(),first.head));
        auto index_b = std::distance(rule.begin(), std::find(rule.begin(),rule.end(),second.head));
        return index_a < index_b;
    });
    
    for (auto &it : data)
        std::cout << it.code << "\t" << it.text << "\t" << it.head << "\n";
    
    return 0;
}

【问题讨论】：

您能否详细说明您在使用该排序方法的效率时遇到的问题？
旁白：std::list<struct Data> 中不需要 struct
因为你需要随机访问列表std::vector 可能会给你更好的性能
@UlrichEckhardt，在规则列表中查找元素需要遍历列表，计算距离需要再次遍历列表。
请将其放入问题中，而不是作为评论！

标签： c++ sorting stl stdlist

【解决方案1】：

使用提供随机访问的容器（如vector、deque 或array）可以很容易地解决此问题。对于这些，计算两个迭代器之间的距离是 O(1) 操作，而不是 O(n) 操作。此外，它们可能会减少内存开销并改善 Big O 表示法未涵盖但仍会影响性能的引用局部性。

要查看的另一部分是 find() 调用，因为这仍然需要在 O(n) 中遍历序列。如果您使用某种字典，例如 map 或 unordered_map，您甚至可以将其减少到 O(log n) 或 O(1)。

最后，如果您希望订单为“head1”...“head4”并非巧合，您可以简单地委托给less<string>，而不是自己实现。

但是：除非您有实际数字证明此代码是性能关键型应用程序的瓶颈，否则您正在过早地进行优化。此外，所有 Big-O 声明都以“有一个 n_0，因此对于所有 n > n_0 ...”开始，您甚至可能无法到达 n_0。

【讨论】：

【解决方案2】：

使用std::vector 和std_unordered_map 重写了程序。

改变了std::list::sort和std::sort函数的速度：

没有标志-O3:

第一个选项：0.000030 秒
第二个选项：0.000017 秒

带有标志-O3:

第一个选项：0.000009 秒
第二个选项：0.000009 秒

两个问题：

一切都正确吗？

排序时如何申请set::less<std::string>？

 std::vector<struct Data> data = {data1, data2, data3, data4};

 std::unordered_map<std::string, unsigned> rule = {
     {"head1", 0},
     {"head2", 1},
     {"head3", 2},
     {"head4", 3}
 };
 std::sort(data.begin(), data.end(),
           [&rule](const Data& first, const Data& second) {
     int index_f = rule[first.head],
         index_s = rule[second.head];

     return index_f < index_s;
 });


 for (auto &it : data)
     std::cout << it.code << "\t" << it.text << "\t" << it.head << "\n";

 return 0;

}

【讨论】：