使用boost或STL在C++中对压缩(锁定)容器进行排序

Question

我想做什么:我想将2个,3个或N个向量锁定在一起,而不是将它们复制到元组中.也就是说,将冗长放在一边,例如:

vector<int>    v1 = {  1,   2,   3,   4,   5};
vector<double> v2 = { 11,  22,  33,  44,  55};
vector<long>   v3 = {111, 222, 333, 444, 555};

typedef tuple<int&,double&,long&> tup_t;
sort(zip(v1,v2,v3),[](tup_t t1, tup_t t2){ return t1.get<0>() > t2.get<0>(); });

for(auto& t : zip(v1,v2,v3))
  cout << t.get<0>() << " " << t.get<1>() << " " << t.get<2>() << endl;

这应输出:

5 55 555
4 44 444
...
1 11 111

我现在是怎么做的:我已经实现了自己的快速排序,我传递的第一个数组用于比较,排列应用于所有其他数组.我只是无法弄清楚如何重用std :: sort来解决我的问题(例如提取排列).

我试过的: boost :: zip_iterator和boost :: zip_range(带有boost :: combine范围),但std :: sort和boost :: range :: algorithm :: sort都抱怨迭代器/范围是只读的而不是随机访问...

问题:如何在锁定步骤(压缩)中对N个向量进行排序？这个问题看起来非常通用和普遍,所以我想通过一个可能非常复杂的库必须有一个简单的解决方案,但我找不到它...

备注:是的,stackoverflow中有类似的问题,这个问题以不同的形式被问到很多.但是,它们总是以下列答案之一关闭:

• 将你的向量复制到一对/元组中并对该元组进行排序......
• 将矢量复制到每个矢量一个成员的结构中,并对结构的矢量进行排序......
• 为您的特定问题实现自己的排序功能......
• 使用辅助索引数组......
• 使用boost :: zip_iterator没有示例或使用产生错误结果的示例.

提示:

• 我在推特邮件列表中找到了这个帖子,这个帖子指的是Anthony Williams的这篇论文.虽然这似乎只适用于对,但它们也讨论了TupleIteratorType但我无法找到它.
• user673679发现此帖子包含两个容器案例的一个很好的解决方案.它还解决了问题(重点是我的):

[...]基本问题是数组引用的"对"行为不像它们应该[...]我只是决定滥用迭代器的符号并编写有效的东西.这涉及有效地编写一个不符合的迭代器,其中值类型的引用与引用类型不同.

答: 请看下面的interjay的评论(这也部分回答了未来的问题):

#include "tupleit.hh"
#include <vector>
#include <iostream>
#include <boost/range.hpp>
#include <boost/range/algorithm/sort.hpp>
#include <boost/range/algorithm/for_each.hpp>

template <typename... T>
auto zip(T&... containers)
    -> boost::iterator_range<decltype(iterators::makeTupleIterator(std::begin(containers)...))> {
  return boost::make_iterator_range(iterators::makeTupleIterator(std::begin(containers)...),
                                      iterators::makeTupleIterator(std::end(containers)...));
}

int main() {

  typedef boost::tuple<int&,double&,long&> tup_t;

  std::vector<int>    a = {   1,   2,   3,   4 };
  std::vector<double> b = {  11,  22,  33,  44 };
  std::vector<long>   c = { 111, 222, 333, 444 };

  auto print = [](tup_t t){ std::cout << t.get<0>() << " " << t.get<1>() << " " << t.get<2>() << std::endl; };

  boost::for_each( zip(a, b, c), print);

  boost::sort( zip(a, b, c), [](tup_t i, tup_t j){ return i.get<0>() > j.get<0>(); });

  for ( auto tup : zip(a, b, c) ) print(tup);

  return 0;
}

未来的问题:前面的答案适用于序列容器.我们是否也可以使用它来处理可排序的容器(例如序列和列表)？这将需要random_access和双向TupleIterators以及适用于双向迭代器的排序算法.

更新:这适用于类似序列的容器的组合.但是,混合列表需要std :: sort支持BidirectionalIterators(不支持).

Answer 1

这是一个基于为标准化提出的range-v3库的工作示例

#include <range/v3/all.hpp>
#include <iostream>

using namespace ranges;

int main() 
{
    std::vector<int> a1{15, 7, 3,  5};
    std::vector<int> a2{ 1, 2, 6, 21};
    sort(view::zip(a1, a2), std::less<>{}, &std::pair<int, int>::first); 
    std::cout << view::all(a1) << '\n';
    std::cout << view::all(a2) << '\n';
}

实例(要求最近的编译器具有良好的C++ 14支持,而不是VS 2015).

Answer 2

对于两个容器的情况,这里是基于上面提到的论文在gcc 4.4.6上编译的版本.在更高版本的gcc中,您可以为std :: tuple换出boost :: tuple

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

# include <boost/iterator/iterator_facade.hpp>
# include <boost/tuple/tuple.hpp> 

using namespace std;

template <class T, class T2>
struct helper_type {
  typedef boost::tuple<typename iterator_traits<T>::value_type, typename iterator_traits<T2>::value_type> value_type;
  typedef boost::tuple<typename iterator_traits<T>::value_type&, typename iterator_traits<T2>::value_type&> ref_type;
};

template <typename T1, typename T2>
class dual_iterator : public boost::iterator_facade<dual_iterator<T1, T2>,
                                                    typename helper_type<T1, T2>::value_type,
                                                    boost::random_access_traversal_tag,
                                                    typename helper_type<T1, T2>::ref_type> {
public:
   explicit dual_iterator(T1 iter1, T2 iter2) : mIter1(iter1), mIter2(iter2) {}
   typedef typename iterator_traits<T1>::difference_type difference_type;
private:
   void increment() { ++mIter1; ++mIter2; }
   void decrement() { --mIter1; --mIter2; }
   bool equal(dual_iterator const& other) const { return mIter1 == other.mIter1; }
   typename helper_type<T1, T2>::ref_type dereference() const { return (typename helper_type<T1, T2>::ref_type(*mIter1, *mIter2)); }
   difference_type distance_to(dual_iterator const& other) const { return other.mIter1 - mIter1; }
   void advance(difference_type n) { mIter1 += n; mIter2 += n; }

   T1 mIter1;
   T2 mIter2;
   friend class boost::iterator_core_access;
};

template <typename T1, typename T2>
dual_iterator<T1, T2> make_iter(T1 t1, T2 t2) { return dual_iterator<T1, T2>(t1, t2); }

template <class T1, class T2> struct iter_comp {
  typedef typename helper_type<T1, T2>::value_type T;
  bool operator()(const T& t1, const T& t2) { return get<0>(t1) < get<0>(t2); }
};

template <class T1, class T2> iter_comp<T1, T2> make_comp(T1 t1, T2 t2) { return iter_comp<T1, T2>(); }

template<class T> void print(T& items) {
  copy(items.begin(), items.end(), ostream_iterator<typename T::value_type>(cout, " ")); cout << endl;
}

int main() {
  vector<double> nums1 = {3, 2, 1, 0};
  vector<char> nums2 = {'D','C', 'B', 'A'};
  sort(make_iter(nums1.begin(), nums2.begin()), 
       make_iter(nums1.end(), nums2.end()), 
       make_comp(nums1.begin(), nums2.begin()));
  print(nums1);
  print(nums2);
}

Answer 3

创建包含索引0..N-1的辅助阵列.使用自定义比较器对该数组进行排序,该比较器实际上返回来自一个主数组的比较元素的结果.然后使用已排序的辅助阵列以正确的顺序打印出主阵列.