如何使用std :: sort（）对指向值的向量进行排序？

问题描述 投票：1回答：2

已有帖子sorting vector of pointers，但这不是关于指针的向量，而是关于引用指针的向量。

将3个整数放入std::vector<int*>中，然后根据指针后面的值进行排序。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    int a = 3;
    int b = 2;
    int c = 1;

    std::vector<int*> vec;
    vec.emplace_back(&a);
    vec.emplace_back(&b);
    vec.emplace_back(&c);

    std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](const int* a, const int* b) {
        return *a < *b;
    });

    std::cout << "vec = " << *vec[0] << ", " << *vec[1] << ", " << *vec[2] << '\n';
    std::cout << "abc = " << a << ", " << b << ", " << c << '\n';
}

但是，似乎只有矢量按输出显示排序：

vec = 1, 2, 3 
abc = 3, 2, 1

我认为原因是std::sort()在正确比较时，只是分配地址而不是值。这有什么不对？为什么我不能对这个指向值的向量进行排序？

下一部分是TL，DR，因为它显示了我解决这个问题的方法。一项简单的任务，显示出相当令人沮丧的复杂。 @Bathsheba's answer指出这是不可能的。所以下一部分，最初被认为是我的尝试的表现，现在可能被认为是不可能的原因。

我的想法是创建一个指针类包装器来提供我自己的构造函数和assignement操作符。如果容器的大小很小（std::sort()在我的系统上），<= 32表现不同，但在这两种情况下都有分配和移动 - 正如_Insertion_sort_unchecked（来自<algorithm>）函数的这个小片段所示。

（_BidIt == std::vector<int*>::iterator和_Iter_value_t<_BidIt> == int*）

_BidIt _Insertion_sort_unchecked(_BidIt _First, const _BidIt _Last, _Pr _Pred)
    {   // insertion sort [_First, _Last), using _Pred
    if (_First != _Last)
        {
        for (_BidIt _Next = _First; ++_Next != _Last; )
            {   // order next element
            _BidIt _Next1 = _Next;
            _Iter_value_t<_BidIt> _Val = _STD move(*_Next);

            if (_DEBUG_LT_PRED(_Pred, _Val, *_First))
                {   // found new earliest element, move to front
                _Move_backward_unchecked(_First, _Next, ++_Next1);
                *_First = _STD move(_Val);

让我们创建一个类似于指针的类assignement_pointer，除了它分配值而不是地址。

template<typename T>
class assignement_pointer {
public:
    assignement_pointer(T& value) {
        this->m_ptr = &value;
        std::cout << "<T>& constructor\n";
    }
    assignement_pointer(const assignement_pointer& other) {
        this->m_ptr = other.m_ptr;
        std::cout << "copy constructor\n";
    }
    assignement_pointer(assignement_pointer&& other) {
        std::cout << "move assignement constructor >> into >> ";
        *this = std::move(other);
    }
    assignement_pointer& operator=(const assignement_pointer& other) {
        *this->m_ptr = *other.m_ptr;
        std::cout << "copy assignement operator\n";
        return *this;
    }
    assignement_pointer& operator=(assignement_pointer&& other) {
        std::swap(this->m_ptr, other.m_ptr);
        std::cout << "move assignement operator\n";
        return *this;
    }
    T& operator*() {
        return *this->m_ptr;
    }
    const T& operator*() const {
        return *this->m_ptr;
    }
private:
    T* m_ptr;
};

正如你所看到的那样，还有一些临时的std::cout可以看到在主要通过std::sort()时调用了哪些构造函数/分配操作符：

    ///...
    std::vector<assignement_pointer<int>> vec;
    vec.reserve(3);
    vec.emplace_back(assignement_pointer(a));
    vec.emplace_back(assignement_pointer(b));
    vec.emplace_back(assignement_pointer(c));

    std::cout << "\nsort()\n";
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](const assignement_pointer<int>& a, const assignement_pointer<int>& b) {
        return *a < *b;
    });

    std::cout << "\nvec = " << *vec[0] << ", " << *vec[1] << ", " << *vec[2] << '\n';
    std::cout << "abc = " << a << ", " << b << ", " << c << '\n';

给出输出：

<T>& constructor
move assignement constructor >> into >> move assignement operator
<T>& constructor
move assignement constructor >> into >> move assignement operator
<T>& constructor
move assignement constructor >> into >> move assignement operator

sort()
move assignement constructor >> into >> move assignement operator
move assignement operator
move assignement operator
move assignement constructor >> into >> move assignement operator
move assignement operator
move assignement operator
move assignement operator

vec = 1, 2, 3
abc = 3, 2, 1
  • std::sort()只调用移动功能。
  • 再次，vec排序但不是a，b，c

最后一点是有道理的，因为只有移动函数被称为复制分配运算符assignement_pointer& operator=(const assignement_pointer& other);（它具有值分配）从不被调用。可以删除不必要的复制构造函数和assignement运算符：

template<typename T>
class assignement_pointer {
public:
    assignement_pointer(T& value) {
        this->m_ptr = &value;
    }
    assignement_pointer(const assignement_pointer& other) = delete;
    assignement_pointer& operator=(const assignement_pointer& other) = delete;
    assignement_pointer(assignement_pointer&& other) {
        std::cout << "move assignement constructor >> into >> ";
        *this = std::move(other);
    }
    assignement_pointer& operator=(assignement_pointer&& other) {
        std::swap(this->m_ptr, other.m_ptr);
        std::cout << "move assignement operator\n";
        return *this;
    }
    T& operator*() {
        return *this->m_ptr;
    }
    const T& operator*() const {
        return *this->m_ptr;
    }
private:
    T* m_ptr;
};

现在std::sort()内部过程相当复杂，但最终归结为像std::swap()这样的操作失败：

 int main() {
    int a = 3;
    int b = 2;

    std::vector<assignement_pointer<int>> vec;
    vec.reserve(2); //to avoid re-allocations
    vec.emplace_back(assignement_pointer(a));
    vec.emplace_back(assignement_pointer(b));

    std::cout << "swap()\n";

    assignement_pointer<int> ptr_a{ a };
    assignement_pointer<int> ptr_b{ b };

    std::swap(ptr_a, ptr_b);

    std::cout << "\nptrs = " << *ptr_a << ", " << *ptr_b << '\n';
    std::cout << "a, b = " << a << ", " << b << '\n';
}

并且此输出显示：

move assignement constructor >> into >> move assignement operator
move assignement constructor >> into >> move assignement operator
swap()
move assignement constructor >> into >> move assignement operator
move assignement operator
move assignement operator

ptrs = 2, 3
a, b = 3, 2

只有指针被切换而不是原始变量才是这样的。 std::swap基本上是

_Ty _Tmp = _STD move(_Left);
_Left = _STD move(_Right);
_Right = _STD move(_Tmp);

解释

move assignement constructor >> into >> move assignement operator
move assignement operator
move assignement operator

移动赋值运算符只是交换指针，因此创建临时变量不会做任何事情。我看到两个可能的解决方案：

  • 使移动赋值运算符不交换指针而是交换值。
  • 为课堂实施我自己的swap()

但两者都不起作用。

  • 移动分配运算符不能交换值，因为来自m_ptr类的初始this->总是nullptr，我宁愿不解除这个。
  • std::sort()从不使用std::swap()，而只是来自各地的std::move()s。 （正如_Insertion_sort_unchecked已经部分看到的那样）。
c++ sorting c++11 pointers
2个回答
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您需要使用自己的排序功能来执行此操作。

回调lambda用于评估排序，但是你需要调整实际交换元素的部分：而C ++标准库sort不支持你这样做。

幸运的是，快速排序没有任何花里胡哨（例如预先随机化）出现在几十行中，所以这不是一个特别繁重的任务。

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只需保留原始指针向量的副本，并将排序后的值复制到：

            std::vector<int*> original = vec;  // Do this before the std::sort

然后打印a，b，c后：

            std::vector<int> xfer;
            for (auto ptr : vec) {
                xfer.push_back(*ptr);
            }
            auto it = std::begin(xfer);
            for (auto ptr : original) {
                *ptr = *it++;
            }
            std::cout << "abc = " << a << ", " << b << ", " << c << '\n';

输出：

abc = 1, 2, 3
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