C++ STL有序关联式容器如何更改排序规则？

到目前为止，我们已经把有序关联式容器全部学习完了，读者是否能够完整地枚举它们并清晰地区分它们呢？它们分别是：map容器、multimap容器、set容器和multiset容器。它们都有一个共同的特点，就是能够在元素插入时按照默认的排序规则将键(key)排序（默认都是升序排序），那么如何更改有序关联式容器的排序规则呢？对于这个问题，我推荐使用仿函数来实现。什么是仿函数，读者心里可能一头雾水。简单来说，仿函数就是把对象当函数使用，其实也没有什么深奥的，基本知识就是充分利用对象和operator'()'重载这个概念。下面我将通过代码的方式为读者详细介绍该方法：

1. 什么是仿函数？（基础）

把对象当函数使用，本质是重载对象内‘()’函数调用运算符，调用方式与调用函数无异，看起来就像对象在模仿函数”行为“，故称作”仿函数“。

#include <iostream>
using namespace std;
/*仿函数*/ 
/*充分利用struct的public特性*/ 
struct bigger
{
bool operator()(int a,int b)const 
{
return a>b;
}
};
void test()
{
bigger bgr;
if(bgr(1,0))cout << "我们通过仿函数实现1>0的比较\n";
}
int main() {
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

通过对象bigger我们调用'()'实现比较功能，成功实现1>0这个判断。

2. 在学会仿函数的基础下，读者要知道这么一个库——<functional>，它被称为STL库里面的”函数对象头文件“，通过调用里面的模板对象实现仿函数的功能，我们也可以把它视为”模板化的仿函数“。(扩展）

#include <iostream>
#include<functional> 
using namespace std;
/*学习函数对象库*/ 
void test()
{
greater<int> gtr;
less<int> les;
if(gtr(1,0))cout << "通过对象greater实现比较行为：" << "\t1>0\n";
if(les(0,1))cout << "通过对象less实现比较行为："<< "\t0<1\n" ;
}
int main() {
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

学习使用这个库能够提高编程效率，读者需要走出舒适圈，适应这个函数对象库。

3. 有了仿函数这个概念，我们就可以通过仿函数更改有序关联式容器的默认排序规则。值得注意的是，自定义排序是容器的一部分属性，需要在容器创建之初就指定排序规则，如果容器创建后再”制定规则“则无法成功更改。（实操）

#include <iostream>
#include<functional> 
#include<map>
#include<set> 
#include<utility>
using namespace std;
/*通过仿函数更改有序关联式容器的默认排序规则*/ 
struct cmp
{
bool operator()(int a,int b)
{
return a>b;
}
};
void test()
{
/*创建之初就要指定排序规则*/ 
/*既可以通过仿函数又可以通过functional库*/ 
/*map*/
map<int,int,cmp> mp{{1,1},{2,2},{3,3}};
cout << "遍历map容器: " ;
for(auto it = mp.begin();it!=mp.end();++it) cout << "key="<< it->first << "&&value=" << it->second << " ";
cout << '\n';
/*multimap*/
multimap<int,int,cmp> mmp{{1,1},{2,2},{3,3}};
cout << "遍历multimap容器: " ;
for(auto it = mmp.begin();it!=mmp.end();++it) cout << "key="<< it->first << "&&value=" << it->second << " ";
cout << '\n';
/*set*/
set<int,greater<int>> s{1,2,3};
cout << "遍历set容器: " ;
for(auto it = s.begin();it!=s.end();++it) cout << *it << " ";
cout << '\n';
/*multiset*/
multiset<int,greater<int>> ms{1,2,3};
cout << "遍历multiset容器: " ;
for(auto it = ms.begin();it!=ms.end();++it) cout << *it << " ";
}
int main() {
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

我们分别通过cmp和greater实现有序关联式容器逆序排序，建议读者使用通用的<functional>对象，提高代码的可读性。

4. 当然，在使用有序关联式容器时，我们也可能遇到键值(key)为自定义数据类型，这时候需要我们重载比较运算符'<'实现自定义排序规则，切记有序关联式容器内默认是重载'<'而非'>'，不要重载其他比较运算符。（进阶）

#include <iostream>
#include<functional> 
#include<map>
#include<set> 
#include<utility>
using namespace std;
/*如果是自定义数据类型，则可通过重载'<'更改有序关联式容器默认的排序规则*/ 
/*假如自定义数据类型是一个坐标，有坐标dire和步数step*/ 
struct node//public特性 
{
bool operator<(const node&n)const 
{
return m_step<n.m_step;
}
node(int step,pair<int,int> dire): m_step(step),m_dire(dire){};
int m_step;//步数 
pair<int,int> m_dire;//坐标 
};
void test()
{
/*以map为例，其他multimap、set、multiset都是千篇一律的 */
map<node,int> mp{{{1,{1,1}},1},{{2,{2,2}},2},{{3,{3,3}},3}} ;
cout << "遍历容器为:\n"; 
for(auto it = mp.begin();it!=mp.end();++it)
{
cout <<"key: " <<  "step=" << it->first.m_step << ",&&《" << it->first.m_dire.first<< ","  << it->first.m_dire.second << "》 "<< "|value: " <<  it->second <<'\n'; 
}
cout << '\n' ;
}
int main() {
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

当你想要逆序排序时，仅需在node里面更改排序规则即可！具体操作为将“return m_step<n.m_step;”改为“return m_step>n.m_step;”。

至此，你就能随心所欲地更改有序关联式容器的排序规则。

总结：本节主要讨论了如何更改有序关联式容器的排序规则，主要是通过仿函数进行操作，如果是自定义数据类型，则需重载对象内的operator'<'。