C++中地图按键排序实现示例
作者:吴欣
正文
一个地图由键/值对组成。每一对都是一个元素。一个地图中的所有键都是唯一的。一个地图可以按键进行排序。排序可以是升序或降序。升序是默认的。地图中的排序并不总是直接的。它需要一个比较函数对象。如果比较对象被忽略了,就会发生默认的排序。
如果键是恒定的指向字符的指针,地图就会按键的指针排序,而不是按键的字符串字数排序。这几乎不是任何人想要的。考虑以下水果的键/值对和它们的外部颜色。
"plum" => "purple" "blackberry" => "dark blue-black" "watermelon" => "green" "apricot", => "orange" "papaya" => "orange" "banana" => "yellow"
水果是键,而颜色是值。这个元素列表(键/值对)是没有排序的。下面的程序创建了这个列表的映射,并按原样显示,没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; }
输出结果是:
plum => purple
blackberry => dark blue-black
watermelon => green
apricot => orange
papaya => orange
banana => yellow
未按字符串字面排序,但按指针排序。要在C++程序中使用地图,必须用include指令来包含地图库。
创建上述简单地图的另一种方法是如下。
#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; }
输出结果是:
plum => purple
blackberry => dark blue-black
watermelon => green
apricot => orange
papaya => orange
banana => yellow
未按字符串字面排序,但按指针排序。如果键值是整数,输出将按键值排序。在实践中,许多地图的键是字符串字面。这篇文章解释了字符串字面的键是如何对地图进行排序的。
创建过程中的排序
构建地图的完整模板是:
template<class Key, class T, class Compare = less<Key>, class Allocator = allocator<pair<const Key, T>>> class map;
类,Compare和Allocator,有默认值。也就是说,它们有默认的专业化,不必在map声明(实例化)中进行类型化。这里要关注的是比较类。这个类的名字是Compare,默认的特殊化是 "less"。"less<Key "意味着按升序排序。另一个选项是 "greater",意思是降序排序。
一个地图在创建时通常是按键值排序的。如果键是const char*,那么指向引号字面字符串的指针将被排序,而不是字面文本。要在创建过程中把字符串作为键进行排序,字符串必须是由字符串类实例化的字符串对象的字面意思。这意味着必须包括字符串库和地图库。
创建升序
在下面的程序中,地图被创建,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; }
输出结果是:
apricot => orange
banana => yellow
blackberry => dark blue-black
papaya => orange
plum => purple
watermelon => green
即使模板中省略了less,排序仍然会是升序的,因为less是默认的。
创建降序
为了创建一个地图,使其按键的降序排序,必须对比较专业化进行编码。下面的程序说明了这一点。
#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; }
输出结果是:
watermelon => green
plum => purple
papaya => orange
blackberry => dark blue-black
banana => yellow
apricot => orange
生成一个范围的降序
一个地图的范围可以按降序产生。这涉及到创建第二个地图,它是第一个地图的一个范围。下面的程序说明了这一点。
#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; }
输出结果是:
plum => purple
papaya => orange
blackberry => dark blue-black
banana => yellow
第一个地图对象有六个元素,分别是
apricot => orange banana => yellow blackberry => dark blue-black papaya => orange plum => purple watermelon => green
考虑的范围是:
banana => yellow blackberry => dark blue-black papaya => orange plum => purple watermelon => green
在代码中,"itB++"指向{"香蕉","黄色"},"itE-"指向{"西瓜","绿色"}的范围。在C++中处理一个范围时,最后一个元素不参与操作。于是,输出有四个元素,{"西瓜","绿"}被省略了。
第二个map的Compare模板参数的特化是 greater。如果它是less或者省略,那么这个范围会导致升序。
通过键比较两个元素
key_compare key_comp() const
这个成员函数返回map容器用来比较键的比较对象的副本。比较对象是一个函数对象。它将把两个键作为参数,如果左键小于右键,则返回真。有了这个,代码段应该是。
key_compare kc = mp.key_comp(); bool bl = kc("watermelon", "apricot");
key_compare不被编译器识别。在这个代码段中消除key_compare,在第二条语句中替换掉kc,结果是。
bool bl = mp.key_comp()("watermelon", "apricot");
下面的程序说明了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; }
输出结果是0,表示错误。
上述代码段的真正问题是,key_compare的命名空间没有得到很好的表达。如果这段代码是
map<string, const char*>::key_compare kc = mp.key_comp(); bool bl = kc("watermelon", "apricot");
它本来可以工作(被编译器接受)。
value_compare value_comp() const
这个成员函数与key_comp()类似。注意:这里指的不是键/值对的值,而是键/值对的元素。所以,value_compare函数对象的两个参数是迭代器元素。下面的程序使用value_comp(),在比较第一个和最后一个元素,{"杏","橙"}和{"西瓜","绿"}:
#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; }
输出是1,表示真。迭代器itB和itE被解读为有它们的元素,用的是嵌套运算符。
对用初始化器列表创建的地图进行排序
在下面的程序中,排序是降序的,键是字符串对象,从字符串类实例化出来。
#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; }
输出结果是。
watermelon => green
plum => purple
papaya => orange
blackberry => dark blue-black
banana => yellow
apricot => orange
结论
一个地图的创建是按照键来排序的,升序。升序是默认的顺序。要想让它降序,请在模板参数列表中加入模板参数的特殊化,即作为第三个参数的大号。注意:如果键值是字符串,它们必须从字符串类中实例化出来,如上图所示。作为const-char*或char-arr[]的字符串键,其指针最终会被排序,而不是其字面意义。
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