Как я могу одинаково отсортировать два вектора, используя критерий, который использует только один из векторов?

Question 1

Например, предположим, что у меня есть два вектора одинакового размера:

vector<MyObject> vectorA;
vector<int> vectorB;

Затем я сортирую, vectorAиспользуя некоторую функцию сравнения. Порядок сортировки изменился vectorA. Как я могу применить такое же изменение порядка vectorB?

Один из вариантов - создать структуру:

struct ExampleStruct {
    MyObject mo;
    int i;
};

а затем отсортируйте вектор, содержащий содержимое vectorAи vectorBзаархивированный в один вектор:

// vectorC[i] is vectorA[i] and vectorB[i] combined
vector<ExampleStruct> vectorC;

Это не похоже на идеальное решение. Есть ли другие варианты, особенно в C ++ 11?

Question 2

Поиск перестановки сортировки

Учитывая a std::vector<T>и сравнение для T's, мы хотим иметь возможность найти перестановку, которую вы использовали бы, если бы вы отсортировали вектор, используя это сравнение.

template <typename T, typename Compare>
std::vector<std::size_t> sort_permutation(
    const std::vector<T>& vec,
    Compare& compare)
{
    std::vector<std::size_t> p(vec.size());
    std::iota(p.begin(), p.end(), 0);
    std::sort(p.begin(), p.end(),
        [&](std::size_t i, std::size_t j){ return compare(vec[i], vec[j]); });
    return p;
}

Применение перестановки сортировки

Учитывая a std::vector<T>и перестановку, мы хотим иметь возможность построить новый, std::vector<T>который переупорядочивается в соответствии с перестановкой.

template <typename T>
std::vector<T> apply_permutation(
    const std::vector<T>& vec,
    const std::vector<std::size_t>& p)
{
    std::vector<T> sorted_vec(vec.size());
    std::transform(p.begin(), p.end(), sorted_vec.begin(),
        [&](std::size_t i){ return vec[i]; });
    return sorted_vec;
}

Вы, конечно, можете модифицировать apply_permutationвектор, который вы ему передаете, вместо того, чтобы возвращать новую отсортированную копию. Этот подход по-прежнему имеет линейную временную сложность и использует один бит на элемент в вашем векторе. Теоретически это все еще линейная пространственная сложность; но на практике, когда sizeof(T)оно велико, сокращение использования памяти может быть значительным. ( Подробнее )

template <typename T>
void apply_permutation_in_place(
    std::vector<T>& vec,
    const std::vector<std::size_t>& p)
{
    std::vector<bool> done(vec.size());
    for (std::size_t i = 0; i < vec.size(); ++i)
    {
        if (done[i])
        {
            continue;
        }
        done[i] = true;
        std::size_t prev_j = i;
        std::size_t j = p[i];
        while (i != j)
        {
            std::swap(vec[prev_j], vec[j]);
            done[j] = true;
            prev_j = j;
            j = p[j];
        }
    }
}

пример

vector<MyObject> vectorA;
vector<int> vectorB;

auto p = sort_permutation(vectorA,
    [](T const& a, T const& b){ /*some comparison*/ });

vectorA = apply_permutation(vectorA, p);
vectorB = apply_permutation(vectorB, p);

Ресурсы

Question 3

С range-v3 просто отсортируйте zip-представление:

std::vector<MyObject> vectorA = /*..*/;
std::vector<int> vectorB = /*..*/;

ranges::v3::sort(ranges::view::zip(vectorA, vectorB));

или явно использовать проекцию:

ranges::v3::sort(ranges::view::zip(vectorA, vectorB),
                 std::less<>{},
                 [](const auto& t) -> decltype(auto) { return std::get<0>(t); });

Демо

Question 4

Я хотел бы внести свой вклад в расширение, которое я придумал. Цель состоит в том, чтобы иметь возможность сортировать несколько векторов одновременно, используя простой синтаксис.

sortVectorsAscending(criteriaVec, vec1, vec2, ...)

Алгоритм тот же, что предложил Тимоти, но с использованием вариативных шаблонов. , поэтому мы можем сортировать несколько векторов произвольных типов одновременно.

Вот фрагмент кода:

template <typename T, typename Compare>
void getSortPermutation(
    std::vector<unsigned>& out,
    const std::vector<T>& v,
    Compare compare = std::less<T>())
{
    out.resize(v.size());
    std::iota(out.begin(), out.end(), 0);

    std::sort(out.begin(), out.end(),
        [&](unsigned i, unsigned j){ return compare(v[i], v[j]); });
}

template <typename T>
void applyPermutation(
    const std::vector<unsigned>& order,
    std::vector<T>& t)
{
    assert(order.size() == t.size());
    std::vector<T> st(t.size());
    for(unsigned i=0; i<t.size(); i++)
    {
        st[i] = t[order[i]];
    }
    t = st;
}

template <typename T, typename... S>
void applyPermutation(
    const std::vector<unsigned>& order,
    std::vector<T>& t,
    std::vector<S>&... s)
{
    applyPermutation(order, t);
    applyPermutation(order, s...);
}

template<typename T, typename Compare, typename... SS>
void sortVectors(
    const std::vector<T>& t,
    Compare comp,
    std::vector<SS>&... ss)
{
    std::vector<unsigned> order;
    getSortPermutation(order, t, comp);
    applyPermutation(order, ss...);
}

// make less verbose for the usual ascending order
template<typename T, typename... SS>
void sortVectorsAscending(
    const std::vector<T>& t,
    std::vector<SS>&... ss)
{
    sortVectors(t, std::less<T>(), ss...);
}

Протестируйте в Ideone .

Я объясню это немного лучше в этом сообщении в блоге .

Question 5

Сортировка на месте с использованием перестановки

Я бы использовал перестановку, такую как Тимоти, хотя, если ваши данные слишком велики и вы не хотите выделять больше памяти для отсортированного вектора, вы должны сделать это на месте . Вот пример сортировки на месте O (n) (линейная сложность) с использованием перестановки :

Хитрость заключается в том, чтобы получить перестановку и обратную перестановку, чтобы знать, куда поместить данные, перезаписанные на последнем этапе сортировки.

template <class K, class T> 
void sortByKey(K * keys, T * data, size_t size){
    std::vector<size_t> p(size,0);
    std::vector<size_t> rp(size);
    std::vector<bool> sorted(size, false);
    size_t i = 0;

    // Sort
    std::iota(p.begin(), p.end(), 0);
    std::sort(p.begin(), p.end(),
                    [&](size_t i, size_t j){ return keys[i] < keys[j]; });

    // ----------- Apply permutation in-place ---------- //

    // Get reverse permutation item>position
    for (i = 0; i < size; ++i){
        rp[p[i]] = i;
    }

    i = 0;
    K savedKey;
    T savedData;
    while ( i < size){
        size_t pos = i;
        // Save This element;
        if ( ! sorted[pos] ){
            savedKey = keys[p[pos]];
            savedData = data[p[pos]];
        }
        while ( ! sorted[pos] ){
            // Hold item to be replaced
            K heldKey  = keys[pos];
            T heldData = data[pos];
            // Save where it should go
            size_t heldPos = rp[pos];

            // Replace 
            keys[pos] = savedKey;
            data[pos] = savedData;

            // Get last item to be the pivot
            savedKey = heldKey;
            savedData = heldData;

            // Mark this item as sorted
            sorted[pos] = true;

            // Go to the held item proper location
            pos = heldPos;
        }
        ++i;
    }
}

Question 6

Составьте вектор из ваших индивидуальных векторов.
инициализировать вектор пар
Добавление к вектору пары
Создайте собственный компаратор
сортировки : Сортировка вектора настраиваемых объектов
http://rosettacode.org/wiki/Sort_using_a_custom_comparator#C.2B.2B
Отсортируйте свой вектор пар.
Разделите свой вектор пар на отдельные векторы.
Поместите все это в функцию.

Код:

std::vector<MyObject> vectorA;
std::vector<int> vectorB;

struct less_than_int
{
    inline bool operator() (const std::pair<MyObject,int>& a, const std::pair<MyObject,int>& b)
    {
        return (a.second < b.second);
    }
};

sortVecPair(vectorA, vectorB, less_than_int());

// make sure vectorA and vectorB are of the same size, before calling function
template <typename T, typename R, typename Compare>
sortVecPair(std::vector<T>& vecA, std::vector<R>& vecB, Compare cmp)
{

    std::vector<pair<T,R>> vecC;
    vecC.reserve(vecA.size());
    for(int i=0; i<vecA.size(); i++)
     {
        vecC.push_back(std::make_pair(vecA[i],vecB[i]);   
     }

    std::sort(vecC.begin(), vecC.end(), cmp);

    vecA.clear();
    vecB.clear();
    vecA.reserve(vecC.size());
    vecB.reserve(vecC.size());
    for(int i=0; i<vecC.size(); i++)
     {
        vecA.push_back(vecC[i].first);
        vecB.push_back(vecC[i].second);
     }
}

Question 7

Я предполагаю, что векторы vectorA и vectorB имеют одинаковую длину. Вы можете создать другой вектор, назовем его pos, где:

pos[i] = the position of vectorA[i] after sorting phase

а затем вы можете отсортировать vectorB с помощью pos, т.е. создать vectorBsorted, где:

vectorBsorted[pos[i]] = vectorB[i]

а затем vectorBsorted сортируется по той же перестановке индексов, что и vectorA.

Question 8

Я не уверен, работает ли это, но я бы использовал что-то вроде этого. Например, для сортировки двух векторов я бы использовал метод сортировки по убыванию пузырьков и пары векторов.

Для сортировки по убыванию пузырьков я бы создал функцию, которая требует векторной пары.

void bubbleSort(vector< pair<MyObject,int> >& a)
{
    bool swapp = true;
    while (swapp) {
        int key;
        MyObject temp_obj;
        swapp = false;
        for (size_t i = 0; i < a.size() - 1; i++) {
            if (a[i].first < a[i + 1].first) {
                temp_obj = a[i].first;
                key = a[i].second;

                a[i].first = a[i + 1].first;
                a[i + 1].first = temp_obj;

                a[i].second = a[i + 1].second;
                a[i + 1].second = key;

                swapp = true;
            }
        }
    }
}

После этого я бы поместил ваши 2 векторных значения в одну векторную пару. Если вы можете добавлять значения одновременно, используйте это, а затем вызовите функцию пузырьковой сортировки.

vector< pair<MyObject,int> > my_vector;

my_vector.push_back( pair<MyObject,int> (object_value,int_value));

bubbleSort(my_vector);

Если вы хотите использовать значения после добавления к вашим 2 векторам, вы можете использовать это, а затем вызвать функцию пузырьковой сортировки.

vector< pair<MyObject,int> > temp_vector;

for (size_t i = 0; i < vectorA.size(); i++) {
            temp_vector.push_back(pair<MyObject,int> (vectorA[i],vectorB[i]));
        }

bubbleSort(temp_vector);

Надеюсь, это поможет. С уважением, Канер

Question 9

Недавно я написал правильный итератор zip, который работает с алгоритмами stl. Это позволяет вам создавать такой код:

std::vector<int> a{3,1,4,2};
std::vector<std::string> b{"Alice","Bob","Charles","David"};

auto zip = Zip(a,b);
std::sort(zip.begin(), zip.end());

for (const auto & z: zip) std::cout << z << std::endl;

Он содержится в одном заголовке, и единственное требование - C ++ 17. Проверьте это на GitHub .

Также есть сообщение о codereview, которое содержит весь исходный код.

Question 10

На основе ответа Тимоти Шилдса.
С помощью небольшой настройки apply_permutaionвы можете применить перестановку к нескольким векторам разных типов одновременно с использованием выражения свертки.

template <typename T, typename... Ts>
void apply_permutation(const std::vector<size_t>& perm, std::vector<T>& v, std::vector<Ts>&... vs) {

    std::vector<bool> done(v.size());
    for(size_t i = 0; i < v.size(); ++i) {
        if(done[i]) continue;
        done[i] = true;
        size_t prev = i;
        size_t curr = perm[i];
        while(i != curr) {
            std::swap(v[prev], v[curr]);
            (std::swap(vs[prev], vs[curr]), ...);
            done[curr] = true;
            prev = curr;
            curr = perm[curr];
        }
    }
}