在单个排序调用C++中对多个向量进行排序

#include <numeric>
#include <algorithm>
using std;
void sort_vectors(vector<size_t> idx, vector<double> &v) {
  // sort indexes based on comparing values in v
  sort(idx.begin(), idx.end(),
       [&v](size_t i1, size_t i2) {return v[i1] < v[i2];});
  // Sort the actual vector
  sort(v.begin(), v.end());
  return idx;
}

std：：sort 采用迭代器：尽管自定义排序可能会在单个排序步骤中同时获取索引和值，但它不太可能有多大用处(并且可能需要不同的算法，使其速度较慢(。

算法设计

为什么？因为 std：：sort 在O(n*logn)时间内执行。从排序索引中移动元素将花费O(n)时间，相比之下相对便宜。

使用上面的例子，在给出的链接中，我们有这个现有的代码：

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
  sort(idx.begin(), idx.end(),
       [&v](size_t i1, size_t i2) {return v[i1] < v[i2];});
  return idx;
}

我们现在可以从这些索引创建一个排序数组，这是一个便宜的步骤：

template <typename T>
vector<T> sorted_array(const vector<T> &v, const vector<size_t>& i) 
{
    vector<T> out;
    out.reserve(v.size())
    for (auto j: i) {
        out.emplace_back(v[j]);
    }
}

如果复制值太过繁琐，则可以使用 std::reference_wrapper 创建不可为空的包装器。

template <typename T>
vector<reference_wrapper<const T>> sorted_array(const vector<T> &v, const vector<size_t>& i) 
{
    vector<reference_wrapper<const T>> out;
    out.reserve(v.size())
    for (auto j: i) {
        out.emplace_back(std::cref(v[j]));
    }
}

即使对于大型阵列，这也应该非常有效。

谨慎

不要尝试一次对两个数组进行排序。对索引数组进行排序时，不要尝试移动值数组中的项目。为什么？因为值数组的比较是基于索引的：移动项目将破坏原始数组中的排序。由于一旦您拥有排序索引，将项目移动到正确的位置非常便宜，因此不必担心这里的性能：排序是瓶颈。

根据排序索引对数组或向量的重新排序可以在 O(n( 时间内就地完成。此示例使用第三个索引数组对两个数组进行排序。在重新排序期间，索引数组将恢复到从 0 到 n-1 的原始状态。在这个例子中，我手动完成了iota部分，它不使用模板，但可以很容易地转换为模板和向量：

#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
int A[8] = {8,6,1,7,5,3,4,2};
char B[8] = {'h','f','a','g','e','c','d','b'};
size_t I[8];
size_t i, j, k;
int ta;
char tb;
    // create array of indices to A[]
    for(i = 0; i < sizeof(A)/sizeof(A[0]); i++)
        I[i] = i;
    // sort array of indices according to A[]
    std::sort(I, I+sizeof(I)/sizeof(I[0]),
              [&A](int i, int j) {return A[i] < A[j];});
    // reorder A[] B[] I[] according to I[]
    for(i = 0; i < sizeof(A)/sizeof(A[0]); i++){
        if(i != I[i]){
            ta = A[i];
            tb = B[i];
            k = i;
            while(i != (j = I[k])){
                A[k] = A[j];
                B[k] = B[j];
                I[k] = k;
                k = j;
            }
            A[k] = ta;
            B[k] = tb;
            I[k] = k;
        }
    }
    for(i = 0; i < sizeof(A)/sizeof(A[0]); i++)
        std::cout << A[i] << ' ';
    std::cout << std::endl;
    for(i = 0; i < sizeof(B)/sizeof(B[0]); i++)
        std::cout << B[i] << ' ';
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

或者可以使用指针数组代替索引数组，这允许使用普通比较函数而不是 lambda 比较函数。

#include <algorithm>
#include <iostream>
bool compare(const int *p0, const int *p1)
{
    return *p0 < *p1;
}
int main()
{
int A[8] = {8,6,1,7,5,3,4,2};
char B[8] = {'h','f','a','g','e','c','d','b'};
int *pA[8];
size_t i, j, k;
int ta;
char tb;
    // create array of pointers to A[]
    for(i = 0; i < sizeof(A)/sizeof(A[0]); i++)
        pA[i] = &A[i];
    // sort array of pointers according to A[]
    std::sort(pA, pA+sizeof(A)/sizeof(A[0]), compare);
    // reorder A[] B[] pA[] according to pA[]
    for(i = 0; i < sizeof(A)/sizeof(A[0]); i++){
        if(i != pA[i]-A){
            ta = A[i];
            tb = B[i];
            k = i;
            while(i != (j = pA[k]-A)){
                A[k] = A[j];
                B[k] = B[j];
                pA[k] = &A[k];
                k = j;
            }
            A[k] = ta;
            B[k] = tb;
            pA[k] = &A[k];
        }
    }
    for(i = 0; i < sizeof(A)/sizeof(A[0]); i++)
        std::cout << A[i] << ' ';
    std::cout << std::endl;
    for(i = 0; i < sizeof(B)/sizeof(B[0]); i++)
        std::cout << B[i] << ' ';
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

与其构造索引向量并将其应用于要排序的每个向量，不如创建一个引用所有要排序的向量的范围，并按适当的元素对其进行排序。

template <typename OrderBy, typename... Others>
void sort_multiple(OrderBy& order_by, Others&... others) {
    auto range = ranges::views::zip(order_by, others...);
    ranges::actions::sort(range.begin(), range.end(), std::less{}, [](auto & tuple){ return get<0>(tuple); });
}

这个公式唯一不幸的事情是，没有一种简单的方法来指定自定义比较，因为...参数是贪婪的。

struct custom_compare_t {} custom_compare;
template <typename Compare, typename OrderBy, typename... Others>
void sort_multiple(custom_compare_t, Compare compare, OrderBy& order_by, Others&... others) {
    auto range = ranges::views::zip(order_by, others...);
    ranges::actions::sort(range.begin(), range.end(), compare, [](auto & tuple){ return get<0>(tuple); });
}