c++排序和跟踪索引

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如果可能的话，可以使用find函数构建位置数组，然后对数组排序。

或者你可以使用一个映射，其中键是元素，值是它在即将到来的数组(a, B和C)中的位置列表

这取决于以后对这些数组的使用。

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向量中的项是唯一的吗?如果是，复制该向量，用STL类对其中一个副本排序，然后就可以找到每个项在原始向量中的索引。

如果向量应该处理重复的项，我认为你最好实现自己的排序例程。

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你可以对std::pair进行排序，而不仅仅是整型——第一个整型是原始数据，第二个整型是原始索引。然后提供一个只对第一个int进行排序的比较器。例子:

Your problem instance: v = [5 7 8]
New problem instance: v_prime = [<5,0>, <8,1>, <7,2>]

使用类似这样的比较器对新问题实例进行排序:

typedef std::pair<int,int> mypair;
bool comparator ( const mypair& l, const mypair& r)
{ return l.first < r.first; }
// forgetting the syntax here but intent is clear enough

在v_prime上使用比较器std::sort的结果应该是:

v_prime = [<5,0>, <7,2>, <8,1>]

您可以通过遍历向量来剥离索引，从每个std::pair中抓取.second。

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我写了索引排序的通用版本。

template <class RAIter, class Compare>
void argsort(RAIter iterBegin, RAIter iterEnd, Compare comp,
std::vector<size_t>& indexes) {


std::vector< std::pair<size_t,RAIter> > pv ;
pv.reserve(iterEnd - iterBegin) ;


RAIter iter ;
size_t k ;
for (iter = iterBegin, k = 0 ; iter != iterEnd ; iter++, k++) {
pv.push_back( std::pair<int,RAIter>(k,iter) ) ;
}


std::sort(pv.begin(), pv.end(),
[&comp](const std::pair<size_t,RAIter>& a, const std::pair<size_t,RAIter>& b) -> bool
{ return comp(*a.second, *b.second) ; }) ;


indexes.resize(pv.size()) ;
std::transform(pv.begin(), pv.end(), indexes.begin(),
[](const std::pair<size_t,RAIter>& a) -> size_t { return a.first ; }) ;
}

用法与std::sort相同，除了一个索引容器接收排序的索引。测试:< / p >

int a[] = { 3, 1, 0, 4 } ;
std::vector<size_t> indexes ;
argsort(a, a + sizeof(a) / sizeof(a[0]), std::less<int>(), indexes) ;
for (size_t i : indexes) printf("%d\n", int(i)) ;

你应该得到2 10 0 3。对于不支持c++0x的编译器，将lamba表达式替换为类模板

template <class RAIter, class Compare>
class PairComp {
public:
Compare comp ;
PairComp(Compare comp_) : comp(comp_) {}
bool operator() (const std::pair<size_t,RAIter>& a,
const std::pair<size_t,RAIter>& b) const { return comp(*a.second, *b.second) ; }
} ;

然后重写std::sort as

std::sort(pv.begin(), pv.end(), PairComp(comp)()) ;

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使用C++ 11 lambdas:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>      // std::iota
#include <algorithm>    // std::sort, std::stable_sort


using namespace std;


template <typename T>
vector<size_t> sort_indexes(const vector<T> &v) {


// initialize original index locations
vector<size_t> idx(v.size());
iota(idx.begin(), idx.end(), 0);


// sort indexes based on comparing values in v
// using std::stable_sort instead of std::sort
// to avoid unnecessary index re-orderings
// when v contains elements of equal values
stable_sort(idx.begin(), idx.end(),
[&v](size_t i1, size_t i2) {return v[i1] < v[i2];});


return idx;
}

现在您可以在迭代中使用返回的索引向量，例如

for (auto i: sort_indexes(v)) {
cout << v[i] << endl;
}

您还可以选择提供原始索引向量、排序函数、比较器，或者使用额外的向量在sort_indexes函数中自动重新排序v。

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我遇到了这个问题，并发现直接对迭代器排序是一种对值排序并跟踪下标的方法;不需要定义一个额外的pairs of (value, index)容器，这在值是大对象时很有用;迭代器提供了对值和索引的访问:

/*
* a function object that allows to compare
* the iterators by the value they point to
*/
template < class RAIter, class Compare >
class IterSortComp
{
public:
IterSortComp ( Compare comp ): m_comp ( comp ) { }
inline bool operator( ) ( const RAIter & i, const RAIter & j ) const
{
return m_comp ( * i, * j );
}
private:
const Compare m_comp;
};


template <class INIter, class RAIter, class Compare>
void itersort ( INIter first, INIter last, std::vector < RAIter > & idx, Compare comp )
{
idx.resize ( std::distance ( first, last ) );
for ( typename std::vector < RAIter >::iterator j = idx.begin( ); first != last; ++ j, ++ first )
* j = first;


std::sort ( idx.begin( ), idx.end( ), IterSortComp< RAIter, Compare > ( comp ) );
}

关于使用示例:

std::vector < int > A ( n );


// populate A with some random values
std::generate ( A.begin( ), A.end( ), rand );


std::vector < std::vector < int >::const_iterator > idx;
itersort ( A.begin( ), A.end( ), idx, std::less < int > ( ) );

现在，例如，排序向量中第5小的元素的值为**idx[ 5 ]，它在原始向量中的下标为distance( A.begin( ), *idx[ 5 ] )或简单地称为*idx[ 5 ] - A.begin( )。

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在函数中创建std::pair，然后对pair进行排序:

通用版本:

template< class RandomAccessIterator,class Compare >
auto sort2(RandomAccessIterator begin,RandomAccessIterator end,Compare cmp) ->
std::vector<std::pair<std::uint32_t,RandomAccessIterator>>
{
using valueType=typename std::iterator_traits<RandomAccessIterator>::value_type;
using Pair=std::pair<std::uint32_t,RandomAccessIterator>;


std::vector<Pair> index_pair;
index_pair.reserve(std::distance(begin,end));


for(uint32_t idx=0;begin!=end;++begin,++idx){
index_pair.push_back(Pair(idx,begin));
}


std::sort( index_pair.begin(),index_pair.end(),[&](const Pair& lhs,const Pair& rhs){
return cmp(*lhs.second,*rhs.second);
});


return index_pair;
}

ideone

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还有另一种方法来解决这个问题，使用地图:

vector<double> v = {...}; // input data
map<double, unsigned> m; // mapping from value to its index
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
m[*it] = it - v.begin();

这将消除非唯一元素。如果不能接受，使用multimap:

vector<double> v = {...}; // input data
multimap<double, unsigned> m; // mapping from value to its index
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
m.insert(make_pair(*it, it - v.begin()));

为了输出索引，迭代map或multimap:

for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it)
cout << it->second << endl;

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我的解法使用了余数法。我们可以把需要排序的值放在上面2个字节，而把元素的下标放在下面2个字节:

int myints[] = {32,71,12,45,26,80,53,33};


for (int i = 0; i < 8; i++)
myints[i] = myints[i]*(1 << 16) + i;

然后像往常一样对数组myints进行排序:

std::vector<int> myvector(myints, myints+8);
sort(myvector.begin(), myvector.begin()+8, std::less<int>());

在此之后，您可以通过渣滓访问元素的指数。下面的代码输出按升序排序的值的索引:

for (std::vector<int>::iterator it = myvector.begin(); it != myvector.end(); ++it)
std::cout << ' ' << (*it)%(1 << 16);

当然，这种技术只适用于原始数组myints中相对较小的值(即那些可以放入int的前2个字节的值)。但它还有一个额外的好处，可以区分myints的相同值:它们的下标将按正确的顺序打印。

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对于这种类型的问题将原始数组数据存储到一个新数据中，然后将排序数组的第一个元素二进制搜索到复制的数组中，该索引应存储到一个矢量或数组中

input array=>a
duplicate array=>b
vector=>c(Stores the indices(position) of the orignal array
Syntax:
for(i=0;i<n;i++)
c.push_back(binarysearch(b,n,a[i]));`

这里binarysearch是一个函数，它接受数组，数组大小，搜索项，并返回被搜索项的位置

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假设给定向量为

A=[2,4,3]

创建一个新向量

V=[0,1,2] // indicating positions

对V进行排序，而不是比较V中的元素，比较A中对应的元素

 //Assume A is a given vector with N elements
vector<int> V(N);
std::iota(V.begin(),V.end(),0); //Initializing
sort( V.begin(),V.end(), [&](int i,int j){return A[i]<A[j];} );

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vector<pair<int,int> >a;


for (i = 0 ;i < n ; i++) {
// filling the original array
cin >> k;
a.push_back (make_pair (k,i)); // k = value, i = original index
}


sort (a.begin(),a.end());


for (i = 0 ; i < n ; i++){
cout << a[i].first << " " << a[i].second << "\n";
}

现在a既包含我们的值，也包含它们在排序后的索引。

a[i].first = value在i'th。

a[i].second = idx初始数组。

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lukasz Wiklendt的漂亮解决方案!虽然在我的情况下，我需要一些更通用的东西，所以我修改了一点:

template <class RAIter, class Compare>
vector<size_t> argSort(RAIter first, RAIter last, Compare comp) {


vector<size_t> idx(last-first);
iota(idx.begin(), idx.end(), 0);


auto idxComp = [&first,comp](size_t i1, size_t i2) {
return comp(first[i1], first[i2]);
};


sort(idx.begin(), idx.end(), idxComp);


return idx;
}

示例:查找按长度排序字符串向量的索引，除第一个元素为假元素外。

vector<string> test = {"dummy", "a", "abc", "ab"};


auto comp = [](const string &a, const string& b) {
return a.length() > b.length();
};


const auto& beginIt = test.begin() + 1;
vector<size_t> ind = argSort(beginIt, test.end(), comp);


for(auto i : ind)
cout << beginIt[i] << endl;

打印:

abc
ab
a

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一种解决方案是使用二维矢量。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;


int main() {
vector<vector<double>> val_and_id;
val_and_id.resize(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
val_and_id[i].resize(2); // one to store value, the other for index.
}
// Store value in dimension 1, and index in the other:
// say values are 5,4,7,1,3.
val_and_id[0][0] = 5.0;
val_and_id[1][0] = 4.0;
val_and_id[2][0] = 7.0;
val_and_id[3][0] = 1.0;
val_and_id[4][0] = 3.0;


val_and_id[0][1] = 0.0;
val_and_id[1][1] = 1.0;
val_and_id[2][1] = 2.0;
val_and_id[3][1] = 3.0;
val_and_id[4][1] = 4.0;


sort(val_and_id.begin(), val_and_id.end());
// display them:
cout << "Index \t" << "Value \n";
for (int i = 0; i < 5; i++) {
cout << val_and_id[i][1] << "\t" << val_and_id[i][0] << "\n";
}
return 0;
}

输出如下:

   Index   Value
3       1
4       3
1       4
0       5
2       7

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考虑使用@Ulrich Eckhardt建议的std::multimap。只是代码可以变得更简单。

鉴于

std::vector<int> a = {5, 2, 1, 4, 3};  // a: 5 2 1 4 3

在插入的平均时间内排序

std::multimap<int, std::size_t> mm;
for (std::size_t i = 0; i != a.size(); ++i)
mm.insert({a[i], i});

检索值和原始索引

std::vector<int> b;
std::vector<std::size_t> c;
for (const auto & kv : mm) {
b.push_back(kv.first);             // b: 1 2 3 4 5
c.push_back(kv.second);            // c: 2 1 4 3 0
}

首选std::multimap而不是std::map的原因是允许原始向量的值相等。另外请注意，与std::map不同，operator[]没有为std::multimap定义。

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我最近接触了c++ 20 <ranges>的优雅投影特性，它允许编写更短/更清晰的代码:

std::vector<std::size_t> B(std::size(A));
std::iota(begin(B), end(B), 0);
std::ranges::sort(B, {}, [&](std::size_t i){ return A[i]; });

{}指的是通常的std::less<std::size_t>。因此，正如您所看到的，我们定义了一个函数，在任何比较之前调用每个元素。这个投影特性实际上是非常强大的，因为这个函数可以是，就像这里，或者它甚至可以是一个方法，或者一个成员值。例如:

struct Item {
float price;
float weight;
float efficiency() const { return price / weight; }
};


int main() {
std::vector<Item> items\{\{7, 9}, {3, 4}, {5, 3}, {9, 7}};
std::ranges::sort(items, std::greater<>(), &Item::efficiency);
// now items are sorted by their efficiency in decreasing order:
// items = \{\{5, 3}, {9, 7}, {7, 9}, {3, 4}}
}

如果我们想通过增加价格来排序:

std::ranges::sort(items, {}, &Item::price);

不要定义operator<或使用lambda，而是使用投影!