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C++中地圖按鍵排序?qū)崿F(xiàn)示例_C 語(yǔ)言

作者：吳欣 ? 更新時(shí)間： 2022-09-14 編程語(yǔ)言

正文

一個(gè)地圖由鍵/值對(duì)組成。每一對(duì)都是一個(gè)元素。一個(gè)地圖中的所有鍵都是唯一的。一個(gè)地圖可以按鍵進(jìn)行排序。排序可以是升序或降序。升序是默認(rèn)的。地圖中的排序并不總是直接的。它需要一個(gè)比較函數(shù)對(duì)象。如果比較對(duì)象被忽略了，就會(huì)發(fā)生默認(rèn)的排序。

如果鍵是恒定的指向字符的指針，地圖就會(huì)按鍵的指針排序，而不是按鍵的字符串字?jǐn)?shù)排序。這幾乎不是任何人想要的。考慮以下水果的鍵/值對(duì)和它們的外部顏色。

    "plum" => "purple"
    "blackberry" => "dark blue-black"
    "watermelon" => "green"
    "apricot", => "orange"
     "papaya" => "orange"
    "banana" => "yellow"

水果是鍵，而顏色是值。這個(gè)元素列表（鍵/值對(duì)）是沒(méi)有排序的。下面的程序創(chuàng)建了這個(gè)列表的映射，并按原樣顯示，沒(méi)有按字符串字面排序。

 #include <iostream>
    #include <map>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<const char*, const char*> mp;
        mp["plum"] = "purple";
        mp["blackberry"] = "dark blue-black";
        mp["watermelon"] = "green";
        mp["apricot"] = "orange";
        mp["papaya"] = "orange";
        mp["banana"] = "yellow";
        for (map<const char*, const char*>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++)
            cout << it->first << " => " << it->second << endl;
        return 0;
    }

輸出結(jié)果是：

?plum => purple
? ? blackberry => dark blue-black
? ? watermelon => green
? ? apricot => orange
? ? papaya => orange
? ? banana => yellow

未按字符串字面排序，但按指針排序。要在C++程序中使用地圖，必須用include指令來(lái)包含地圖庫(kù)。

創(chuàng)建上述簡(jiǎn)單地圖的另一種方法是如下。

 #include <iostream>
    #include <map>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<const char*, const char*> mp({{"plum","purple"}, {"blackberry","dark blue-black"}, {"watermelon","green"}, {"apricot","orange"}, {"papaya","orange"}, {"banana","yellow"}});
        for (map<const char*, const char*>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++)
            cout << it->first << " => " << it->second << endl;
        return 0;
    }

輸出結(jié)果是：

?plum => purple
? ? blackberry => dark blue-black
? ? watermelon => green
? ? apricot => orange
? ? papaya => orange
? ? banana => yellow

未按字符串字面排序，但按指針排序。如果鍵值是整數(shù)，輸出將按鍵值排序。在實(shí)踐中，許多地圖的鍵是字符串字面。這篇文章解釋了字符串字面的鍵是如何對(duì)地圖進(jìn)行排序的。

創(chuàng)建過(guò)程中的排序

構(gòu)建地圖的完整模板是：

template<class Key, class T, class Compare = less<Key>, class Allocator = allocator<pair<const Key, T>>> class map;

類(lèi)，Compare和Allocator，有默認(rèn)值。也就是說(shuō)，它們有默認(rèn)的專(zhuān)業(yè)化，不必在map聲明（實(shí)例化）中進(jìn)行類(lèi)型化。這里要關(guān)注的是比較類(lèi)。這個(gè)類(lèi)的名字是Compare，默認(rèn)的特殊化是 "less"。"less<Key "意味著按升序排序。另一個(gè)選項(xiàng)是 "greater"，意思是降序排序。

一個(gè)地圖在創(chuàng)建時(shí)通常是按鍵值排序的。如果鍵是const char*，那么指向引號(hào)字面字符串的指針將被排序，而不是字面文本。要在創(chuàng)建過(guò)程中把字符串作為鍵進(jìn)行排序，字符串必須是由字符串類(lèi)實(shí)例化的字符串對(duì)象的字面意思。這意味著必須包括字符串庫(kù)和地圖庫(kù)。

創(chuàng)建升序

在下面的程序中，地圖被創(chuàng)建，升序排序。

 #include <iostream>
    #include <map>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<string, const char*, less<string>> mp;
        mp["plum"] = "purple";
        mp["blackberry"] = "dark blue-black";
        mp["watermelon"] = "green";
        mp["apricot"] = "orange";
        mp["papaya"] = "orange";
        mp["banana"] = "yellow";
        for (map<string, const char*>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++)
            cout << it->first << " => " << it->second << endl;
        return 0;
    }

輸出結(jié)果是：

apricot => orange
? ? banana => yellow
? ? blackberry => dark blue-black
? ? papaya => orange
? ? plum => purple
? ? watermelon => green

即使模板中省略了less，排序仍然會(huì)是升序的，因?yàn)閘ess是默認(rèn)的。

創(chuàng)建降序

為了創(chuàng)建一個(gè)地圖，使其按鍵的降序排序，必須對(duì)比較專(zhuān)業(yè)化進(jìn)行編碼。下面的程序說(shuō)明了這一點(diǎn)。

 #include <iostream>
    #include <map>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<string, const char*, greater<string>> mp;
        mp["plum"] = "purple";
        mp["blackberry"] = "dark blue-black";
        mp["watermelon"] = "green";
        mp["apricot"] = "orange";
        mp["papaya"] = "orange";
        mp["banana"] = "yellow";
        for (map<string, const char*>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++)
            cout << it->first << " => " << it->second << endl;
        return 0;
    }

輸出結(jié)果是：

?watermelon => green
? ? plum => purple
? ? papaya => orange
? ? blackberry => dark blue-black
? ? banana => yellow
? ? apricot => orange

生成一個(gè)范圍的降序

一個(gè)地圖的范圍可以按降序產(chǎn)生。這涉及到創(chuàng)建第二個(gè)地圖，它是第一個(gè)地圖的一個(gè)范圍。下面的程序說(shuō)明了這一點(diǎn)。

 #include <iostream>
    #include <map>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<string, const char*> mp;
        mp["plum"] = "purple";
        mp["blackberry"] = "dark blue-black";
        mp["watermelon"] = "green";
        mp["apricot"] = "orange";
        mp["papaya"] = "orange";
        mp["banana"] = "yellow";
        map<string, const char*>::iterator itB = mp.begin();
        itB++;
        map<string, const char*>::iterator itE = mp.end();
        itE--;
        map<string, const char*, greater<string>> mpR(itB, itE);
        for (map<string, const char*>::iterator it = mpR.begin(); it != mpR.end(); it++)
            cout << it->first << " => " << it->second << endl;
        return 0;
    }

輸出結(jié)果是：

?plum => purple
? ? papaya => orange
? ? blackberry => dark blue-black
? ? banana => yellow

第一個(gè)地圖對(duì)象有六個(gè)元素，分別是

apricot => orange
    banana => yellow
    blackberry => dark blue-black
    papaya => orange
    plum => purple
    watermelon => green

考慮的范圍是：

 banana => yellow
    blackberry => dark blue-black
    papaya => orange
    plum => purple
    watermelon => green

在代碼中，"itB++"指向{"香蕉"，"黃色"}，"itE-"指向{"西瓜"，"綠色"}的范圍。在C++中處理一個(gè)范圍時(shí)，最后一個(gè)元素不參與操作。于是，輸出有四個(gè)元素，{"西瓜"，"綠"}被省略了。

第二個(gè)map的Compare模板參數(shù)的特化是 greater。如果它是less或者省略，那么這個(gè)范圍會(huì)導(dǎo)致升序。

通過(guò)鍵比較兩個(gè)元素

key_compare key_comp() const

這個(gè)成員函數(shù)返回map容器用來(lái)比較鍵的比較對(duì)象的副本。比較對(duì)象是一個(gè)函數(shù)對(duì)象。它將把兩個(gè)鍵作為參數(shù)，如果左鍵小于右鍵，則返回真。有了這個(gè)，代碼段應(yīng)該是。

 key_compare kc = mp.key_comp();
 bool bl = kc("watermelon", "apricot");

key_compare不被編譯器識(shí)別。在這個(gè)代碼段中消除key_compare，在第二條語(yǔ)句中替換掉kc，結(jié)果是。

bool bl = mp.key_comp()("watermelon", "apricot");

下面的程序說(shuō)明了key_comp()的使用。

#include <iostream>
    #include <map>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<string, const char*> mp;
        mp["plum"] = "purple";
        mp["blackberry"] = "dark blue-black";
        mp["watermelon"] = "green";
        mp["apricot"] = "orange";
        mp["papaya"] = "orange";
        mp["banana"] = "yellow";
        bool bl = mp.key_comp()("watermelon", "apricot");
        cout << bl << endl;
        return 0;
    }

輸出結(jié)果是0，表示錯(cuò)誤。

上述代碼段的真正問(wèn)題是，key_compare的命名空間沒(méi)有得到很好的表達(dá)。如果這段代碼是

 map<string, const char*>::key_compare kc = mp.key_comp();
 bool bl = kc("watermelon", "apricot");

它本來(lái)可以工作（被編譯器接受）。

value_compare value_comp() const

這個(gè)成員函數(shù)與key_comp()類(lèi)似。注意：這里指的不是鍵/值對(duì)的值，而是鍵/值對(duì)的元素。所以，value_compare函數(shù)對(duì)象的兩個(gè)參數(shù)是迭代器元素。下面的程序使用value_comp()，在比較第一個(gè)和最后一個(gè)元素，{"杏"，"橙"}和{"西瓜"，"綠"}:

    #include <iostream>
    #include <map>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<string, const char*, less<string>> mp;
        mp["plum"] = "purple";
        mp["blackberry"] = "dark blue-black";
        mp["watermelon"] = "green";
        mp["apricot"] = "orange";
        mp["papaya"] = "orange";
        mp["banana"] = "yellow";
        map<string, const char*>::iterator itB = mp.begin();
        map<string, const char*>::iterator itE = mp.end();
        itE--;
        map<string, const char*>::value_compare vc = mp.value_comp();
        bool bl = vc(*itB, *itE);
        cout << bl << endl;
        return 0;
    }

輸出是1，表示真。迭代器itB和itE被解讀為有它們的元素，用的是嵌套運(yùn)算符。

對(duì)用初始化器列表創(chuàng)建的地圖進(jìn)行排序

在下面的程序中，排序是降序的，鍵是字符串對(duì)象，從字符串類(lèi)實(shí)例化出來(lái)。

    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <map>
    using namespace std;
    int main()
    {
        map<string, const char*, greater<string>> mp({{"plum","purple"}, {"blackberry","dark blue-black"}, {"watermelon","green"}, {"apricot","orange"}, {"papaya","orange"}, {"banana","yellow"}});
        for (map<string, const char*>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++)
            cout << it->first << " => " << it->second << endl;
        return 0;
    }

輸出結(jié)果是。

? ? watermelon => green
? ? plum => purple
? ? papaya => orange
? ? blackberry => dark blue-black
? ? banana => yellow
? ? apricot => orange

結(jié)論

一個(gè)地圖的創(chuàng)建是按照鍵來(lái)排序的，升序。升序是默認(rèn)的順序。要想讓它降序，請(qǐng)?jiān)谀０鍏?shù)列表中加入模板參數(shù)的特殊化，即作為第三個(gè)參數(shù)的大號(hào)。注意：如果鍵值是字符串，它們必須從字符串類(lèi)中實(shí)例化出來(lái)，如上圖所示。作為const-char*或char-arr[]的字符串鍵，其指針最終會(huì)被排序，而不是其字面意義。

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7122325544095449125

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