C++中地图按键排序实现示例

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。