Tutorial: STL Sort 4(심화) timer 2s memory 512MB

STL(Standard Template Library-표준 템플릿 라이브러리)는 알고리즘(Algorithm), 컨테이너(container), 

함수객체(functions), 반복자(iterator)로 구성된 C++을 위한 라이브러리(Library) 이다. 

STL에는 많은 유용한 내용들이 있지만 여기서는 <algorithm> 헤더에 포함된 sort함수를 집중하여 다루어 본다.

[ std::sort ]

0. 함수 원형은 두 가지 포맷이 있다.

   (1) void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);​

sort(구간의 시작 포인터, 구간의 끝 포인터); // last는 마지막 유효포인터 + 1 임에 유의한다.

   (2) void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);

sort(구간의 시작 포인터, 구간의 끝 포인터, 정렬기준함수[객체]);​ // 따라서 구간범위는[first, last) 이다.

1. <algorithm> 헤더를 include 하여 사용한다.

2. O(N logN) 의 실행속도를 보장한다. 

: stl-sort 를 intro-sort(introspective sort : 자기성찰적인 정렬^^)라고 하는데 그 이유는 다음 3가지 정렬을 포함하고 있기 때문이다.

(1) GCC의 경우 원소의 수가 16이하인 경우 삽입정렬을 이용한다.(<bits/stl_algo.h> 에서 _S_threshold = 16)

       (VC++ 은 32 이하 : <algorithm> 에서 _ISORT_MAX로 확인가능하다.)

(2) 그 외의 경우 퀵정렬을 이용하여 정렬하는데 

(3) 재귀의 깊이가 logN을 넘어가는 경우 힙정렬(logN을 보증하는 정렬)을 이용한다.

3. 사용법을 잘 익힌다면 정수, 문자, 실수, 문자열, 객체 등의 배열을 원하는 방법으로 정렬시킬 수 있다.

[정수 배열을 정렬하기]

std::sort 함수를 이용하여 정수 배열을 정렬하는 여러가지 방법을 살펴보자.

#include <cstdio>
#include <algorithm>   // sort 함수를 사용하기 위하여
#include <functional>  // greater 클래스를 사용하기 위하여
using namespace std;

bool comp(int a, int b){return a > b;}

struct Comparator{

    bool operator()(const int&a, const int&b){
        return a > b;
    }

}compareObject;


int main(){

    int A[10] = {7, 2, 3, 8, 1, 10, 4, 6, 5, 9};

    // 원하는 영역을 오름차순 정렬하기
    sort(A, A+5);          // (1, 2, 3, 7, 8), 10, 4, 6, 5, 9

    for(int i=0;i<10 ; ++i) printf("%d ", A[i]); puts("");

    // 함수를 이용하여 원하는 영역을 내림차순 정렬하기
    sort(A+5, A+10, comp); // 1, 2, 3, 7, 8, (10, 9, 6, 5, 4)

    for(int i=0;i<10 ; ++i) printf("%d ", A[i]); puts("");


    sort(A, A+10);         // 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

    for(int i=0;i<10 ; ++i) printf("%d ", A[i]); puts("");


///    // *** 아래 4가지 유형은 시간을 두고 천천히 익혀보자. ***

//    // 클래스 greater 이용

//    sort(A, A+10, greater<int>()); // 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1

//    for(int i=0;i<10; ++i) printf("%d ", A[i]);

//    puts("");

//

//    // lambda 이용

//    sort(A, A+10, [&](int a, int b){return a<b;}); // 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

//    for(int i=0;i<10; ++i) printf("%d ", A[i]);

//    puts("");

//

//    // 사용자정의 함수객체클래스생성자 사용

//    sort(A, A+10, Comparator());    // 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1

//    for(int i=0;i<10; ++i) printf("%d ", A[i]);

//    puts("");

//

//    // 사용자정의 함수객체 사용

//    sort(A, A+10, compareObject);   // 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1

//    for(int i=0;i<10; ++i) printf("%d ", A[i]);

//    puts("");

 

    return 0;

}

[객체 배열을 정렬하기]

std::sort 함수를 이용하여 객제 배열을 정렬하는 여러가지 방법을 살펴보자.

#include <cstdio>
#include <cstring>     // for strcmp
#include <algorithm>   // for sort
using namespace std; 

struct Data{
    int grade;
    char name[30];

// 1. 클래스내 연산자 오버로딩 하기
    bool operator<(const Data&r) const{

        if(grade != r.grade){           // 학년의 내림차순을 1순위로 정렬
            return grade > r.grade;
        }
        return strcmp(name, r.name) < 0;// 이름의 오름차순을 2순위로
    }

    void output(){
        printf("{%d \"%s\"} ", grade, name);
    }

};

 

//// 2. 클래스밖 전역함수에 의한 연산자 오버로딩 하기

//bool operator<(const Data&a, const Data&b){

//    if(a.grade != b.grade){            // 학년의 내림차순을 1순위로

//        return a.grade > b.grade;

//    }

//    return strcmp(a.name, b.name) < 0; // 이름의 오름차순을 2순위로 정렬

//}

 

bool comp(const Data&a, const Data&b){

    if(a.grade != b.grade){            // 학년의 오름차순을 1순위로
        return a.grade < b.grade;
    }

    return strcmp(a.name, b.name) < 0; // 이름의 오름차순을 2순위로 정렬

}

 

struct Comparator{

    bool operator()(const Data&a, const Data&b){
        if(a.grade != b.grade){            // 학년의 오름차순을 1순위로
           return a.grade < b.grade;
        }
        return strcmp(a.name, b.name) > 0; // 이름의 내림차순을 2순위로 정렬
    }

}compObject;

 

int main(){

    Data arr[] = {{3, "Nana"}, {6, "Titus"}, {3, "Amy"}, {6, "Dewey"}, {5, "Olivia"}};

    /// 1, 2 연산자 오버로딩 사용하기
    sort(arr, arr+5);

    // {6, "Dewey"} {6, "Titus"} {5, "Olivia"} {3, "Amy"} {3, "Nana"}
    for(int i=0;i<5;++i) arr[i].output(); puts("");

    // 3. 비교함수 사용하기
    sort(arr, arr+5, comp);

    //{3, "Amy"} {3, "Nana"} {5, "Olivia"} {6, "Dewey"} {6, "Titus"}
    for(int i=0;i<5;++i) arr[i].output(); puts("");


//    // *** 아래 유형이 이해하기 힘들다면 시간을 두고 천천히 연구해보자. ***

//    // 4. 람다함수 사용하기

//    sort(arr, arr+5, [&](const Data&a, const Data&b){

//         if(a.grade != b.grade) return a.grade > b.grade;// 학년의 내림차순을 1순위로

//         return strcmp(a.name, b.name) > 0;              // 이름의 내림차순을 2순위로 정렬

//         });

//    // {6, "Titus"} {6, "Dewey"} {5, "Olivia"} {3, "Nana"} {3, "Amy"}

//    for(int i=0;i<5;++i) arr[i].output(); puts("");

//

//    // 5. 함수객체 사용하기

//    sort(arr, arr+5, Comparator());

//    sort(arr, arr+5, compObject);

//    //{3, "Nana"} {3, "Amy"} {5, "Olivia"} {6, "Titus"} {6, "Dewey"}

//    for(int i=0;i<5;++i) arr[i].output(); puts("");


    return 0;

}

[문제]

N명의 학생정보를 입력받아 정렬 규칙에 맞게 정렬한 후 Q개의 질의에 답하는 프로그램을 작성하시오.

학생정보는 1 ~ 10만 이하의 정수 ID, 10자이하의 영문대문자 이름, 100만 이하의 정수 선호도로 이루어진다.

i번째 학생의 ID는 i이다. ( 1≤ i ≤​ N)

정렬 규칙은 선호도의 내림차순을 1순위로 이름의 오름차순을 2순위로 ID의 오름차순을 3순위로 한다.

ID는 유일하며 이름과 선호도는 같은 값이 있을 수 있다.

질의는 정렬 후 K번째 학생의 ID를 구하는 것이다.