c++ sort函数怎么用_c++自定义排序规则

std::sort是C++11起中基于随机访问迭代器的泛型排序函数，默认升序、平均O(n log n)，支持lambda/函数指针/functor自定义比较，要求严格弱序，不保证稳定，注意迭代器失效与捕获安全。

sort 函数的基本调用形式（C++11 及以后）

std::sort 是 头文件提供的泛型排序函数，要求容器支持随机访问迭代器（如 std::vector、std::array、原生数组）。它默认按升序排列，底层是 introsort（堆 + 快 + 插入混合），平均时间复杂度 O(n log n)。

最常用写法：

std::vector v = {3, 1, 4, 1, 5};
std::sort(v.begin(), v.end()); // 升序：{1, 1, 3, 4, 5}

注意：v.begin() 和 v.end() 是左闭右开区间，v.end() 不参与排序 —— 这点写错会导致未定义行为。

用 lambda 表达式实现降序或复合排序

自定义排序最常用方式是传入第三个参数：一个可调用对象（lambda、函数指针、functor）。它必须接受两个同类型参数，返回 bool，语义为“第一个参数是否应排在第二个之前”（即 strict weak ordering）。

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• 降序排列 int 向量：

  std::sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) { return a > b; });

• 按字符串长度排序：

  std::vector words = {"hi", "hello", "a"};
  std::sort(words.begin(), words.end(), [](const std::string& a, const std::string& b) {
      return a.length() < b.length();
  }); // {"a", "hi", "hello"}

• 结构体多级排序（先按 score 降序，相等时按 name 升序）：

  struct Student {
      std::string name;
      int score;
  };
  std::vector students = {{"Alice", 85}, {"Bob", 92}, {"Charlie", 92}};
  std::sort(students.begin(), students.end(), [](const Student& a, const Student& b) {
      if (a.score != b.score) return a.score > b.score;
      return a.name < b.name;
  });

⚠️ 常见错误：lambda 捕获了局部变量但没声明引用（[&]），或对非 const 对象做了修改；返回值不是严格弱序（比如用 替代 ），会触发 std::sort 断言失败或崩溃。

用函数指针或仿函数（functor）替代 lambda

当排序逻辑复用频繁、或需保持状态时，函数指针或 functor 更合适。注意函数签名必须匹配：bool(Args...)，且不能是重载函数名（编译器无法推导）。

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函数指针示例：

bool cmp_desc(int a, int b) { return a > b; }
std::sort(v.begin(), v.end(), cmp_desc);

Functor 示例（带状态的比较器）：

struct ByMod {
    int mod;
    ByMod(int m) : mod(m) {}
    bool operator()(int a, int b) const {
        return (a % mod) < (b % mod);
    }
};
std::sort(v.begin(), v.end(), ByMod(3)); // 按模 3 的余数升序

⚠️ functor 必须定义 operator() 为 const 成员函数，否则 std::sort 内部可能因临时拷贝导致调用失败。

注意事项：稳定性、迭代器失效与自定义类型

std::sort 是不稳定的（相同元素相对顺序可能改变）；如需稳定排序，改用 std::stable_sort。

• 排序过程中，容器内元素会被移动/交换，因此所有指向这些元素的原始指针、引用、迭代器（除用于调用的 begin/end）全部失效 —— 别在排序后继续用它们访问数据。
• 自定义类型必须提供可比较的字段，且比较逻辑不能依赖未初始化成员或外部全局状态（否则排序结果不可预测）。
• 对 std::list 或 std::forward_list，不能直接用 std::sort（不满足随机访问），应改用其成员函数 sort()。

真正容易被忽略的是：lambda 捕获列表和参数 const 引用的组合——尤其处理大对象时，漏掉 const& 会导致不必要的拷贝；而过度捕获（比如 [=] 捕获整个 vector）可能引发悬垂引用。