C++STL标准库学习笔记（一）sort

前言：

近来在学习STL标准库，做一份笔记并整理好，方便自己梳理知识、以后查找，也方便他人学习，两全其美，快哉快哉！

这里我会以中国大学慕课上北京大学郭炜老师的《程序设计与算法（一）C语言程序设计》中的十二章十三章为学习资料来做笔记。并且我会附上代码（只要我不偷懒的话）。若有没学习到的部分，我会继续找资料来更新学习笔记。

STL（Standard Template Library，标准模板库)

包含一些常用的算法如排序查找，和常用的数据结构如：可变长数组，链表，字典等。

优点：使用方便，（运行）效率较高

注意：若要使用其中的算法，需要#include<algorithm>

一、排序（sort）

本质上是用快速排序算法实现。

用法1：对基本类型的数组（int,double,char...）从小到大排序

Sort(数组名+n1, 数组名+n2);

n1和n2都是int类型表达式，可以包含变量

如果n1=0，则+n1可以不写

作用是将数组中下标范围为[n1,n2)的元素从小到大排序，下标为n2的元素不在排序区间内。

样例：

int main(int argc, char const *argv[])

{

    int a[] = {15,4,3,8,7,2,6};

    sort(a,a+7);//对整个数组从小到大排序

    for (int i = 0; i < 7; i++)

    {

        cout<<a[i]<<' ';

    }//结果：2 3 4 6 7 8 15

    cout<<endl;

    int b[] = {15,4,3,8,7,2,6};

    sort(b,b+3);

    for (int i = 0; i < 7; i++)

    {

        cout<<b[i]<<' ';

    }//结果：3 4 15 8 7 2 6

    cout<<endl;

    int c[] = {15,4,3,8,7,2,6};

    sort(c+2,c+5);

    for (int i = 0; i < 7; i++)

    {

        cout<<c[i]<<' ';

    }//结果：15 4 3 7 8 2 6

    cout<<endl;

    return 0;

}

用法2：对元素类型为T的基本类型数组从大到小排序：

sort(数组名+n1,数组名+n2,greater<T>);

样例：

int main(int argc, char const *argv[])

{

    int a[] = {15,4,3,8,7,2,6};

    int i;

    sort(a,a+7,greater<int>());

    for ( i = 0; i < 7; i++)

    {

        cout<<a[i]<<' ';

    }//结果：15 8 7 6 4 3 2

   

    return 0;

}

用法3：用自定义的排序规则，对任何类型T的数组排序

使用这种用法的原因：在我们自己定义了一些类/结构体的时候，自带的排序规则可能无法使用，或者说我们需要用我们自己的方法来排序，这个时候我们就要自定义排序规则了。

sort(数组名+n1,数组名+n2,排序规则结构名());

排序规则结构的定义方式：

struct 结构名

{

    bool operator()(const T & a1,const T & a2)const

    {

        //若a1应该在a2前面，则返回true

        //否则返回false

    }

};

在bool operator()(const T & a1,const T & a2)const这一句中，要记得写上const，否则可能会有奇奇怪怪的错误。

样例（自定义规则排序）：

struct rule1//从大到小排序

{

    bool operator()(const int & a1,const int & a2)const

    {

        return a1 > a2;

    }

};

struct rule2//按个位数从大到小排序

{

    bool operator()(const int & a1,const int & a2)const

    {

        return a1%10 < a2%10;

    }

};

void Print(int a[],int size)

{

    for (int i = 0; i < size; i++)

    {

        cout<<a[i]<<",";

    }

    cout<<endl;

}

int main(int argc, char const *argv[])

{

    int a[] = {12,45,3,98,21,7};

    sort(a,a+sizeof(a)/sizeof(int));//从小到大排序

    cout<<"1)";Print(a,sizeof(a)/sizeof(int));

    //结果：1)3,7,12,21,45,98,

    sort(a,a+sizeof(a)/sizeof(int),rule1());//从大到小排序

    cout<<"2)";Print(a,sizeof(a)/sizeof(int));

    //结果：2)98,45,21,12,7,3,

    sort(a,a+sizeof(a)/sizeof(int),rule2());//按个位数从小到大排序

    cout<<"3)";Print(a,sizeof(a)/sizeof(int));

    //结果：3)21,12,3,45,7,98,

    return 0;

}

样例2（结构体数组排序）：

struct Student

{

    char name[20];

    int id;

    double gpa;

};

Student students [] =

{

    {"Jack",112,3.4},{"Mary",102,3.8},{"Mary",117,3.9},

    {"Ala",333,3.5},{"Zero",101,4.0}

};

//排序范围是[n1,n2)的元素

//在使用二分查找时，查找规则必须和排序规则一致

struct StudentRule1//按姓名从小到大排

{

    bool operator()(const Student & s1,const Student & s2)const{

        if (stricmp(s1.name,s2.name) < 0)

        {

            return true;

        }

        return false;

    }

};

struct StudentRule2//按id从小到大排

{

    bool operator()(const Student & s1,const Student & s2)const{

        return s1.id < s2.id;

    }

};

struct StudentRule3//按gpa从高到低排

{

    bool operator()(const Student & s1,const Student & s2)const{

        return s1.gpa > s2.gpa;

    }

};

void PrintStudents(Student s[],int size)

{

    for (int i = 0; i < size; i++)

    {

        cout<<"("<<s[i].name<<","<<s[i].id<<","<<s[i].gpa<<")";

    }

    cout<<endl;

}

int main()

{

    int n = sizeof(students)/sizeof(Student);



    sort(students,students+n,StudentRule1());

    PrintStudents(students,n);

    //结果：(Ala,333,3.5)(Jack,112,3.4)(Mary,102,3.8)(Mary,117,3.9)(Zero,101,4)

    sort(students,students+n,StudentRule2());

    PrintStudents(students,n);

    //结果：(Zero,101,4)(Mary,102,3.8)(Jack,112,3.4)(Mary,117,3.9)(Ala,333,3.5)

    sort(students,students+n,StudentRule3());

    PrintStudents(students,n);

    //结果：(Zero,101,4)(Mary,117,3.9)(Mary,102,3.8)(Ala,333,3.5)(Jack,112,3.4)

    return 0;

}