JUNGOL...118

Intermediate_Coder/분할정복/Tutorial: STL Sort 4(심화)

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문제                                            

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.

 

입력 형식                                     

첫 행에 N과 Q가 공백을 구분하여 주어진다. ( 5 ≤​ N, Q ≤​ 100,000)

다음 N개의 행에 학생의 정보 이름과 선호도 Pi가 주어진다. ( 0 ≤​ Pi ≤​ 1,000,000) 

ID는 입력순서대로 1 ~ N까지이다. 

마지막 행에 Q개의 질의가 공백을 구분하여 주어진다.

 

출력 형식                                     

Q개의 질의에 대하여 해당하는 학생의 ID를 공백으로 구분하여 출력한다.

 

입력 예                                        

5 5
NANA 7
TITUS 9
TITUS 3
AMY 3
OLIVIA 8
1 2 3 4 5

 

출력 예                                        

2 5 1 4 3

 

Hint!

* string, pair, turple, vector 등과 관련한 내용은 다른 문제에서 다룬다.

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STLSort4.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <string>

using std::string;

class STLSort4 : public Base
{
private:
	struct Student
	{
		int id;
		string name;
		int preference;
	};

	static bool Compare(const Student& s1, const Student& s2)
	{
		if (s1.preference == s2.preference)
		{
			if (s1.name == s2.name)
			{
				return s1.id < s2.id;
			}
			return s1.name < s2.name;
		}
		return s1.preference > s2.preference;
	}

	void Sort(Student arr[], int n);
};

 

STLSort4.cpp

void STLSort4::Code()
{
	int n, q;
	(void)scanf("%d %d", &n, &q);

	int id{ 1 };
	Student* arr = new Student[n];
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		arr[i].name = string(100, '\0');
		(void)scanf("%s %d", &arr[i].name[0], &arr[i].preference);
		arr[i].id = id++;
	}

	Sort(arr, n);

	int num;
	for (int i = 0; i < q; i++)
	{
		(void)scanf("%d", &num);
		printf("%d ", arr[num - 1].id);
	}

	delete[] arr;
}

/// <summary>
/// 주어진 학생 배열을 정렬한다.
/// 1순위: 선호도 내림차순
/// 2순위: 이름 오름차순
/// 3순위: ID 오름차순
/// </summary>
/// <param name="arr">배열</param>
/// <param name="n">배열의 길이</param>
void STLSort4::Sort(Student arr[], int n)
{
	std::sort(arr, arr + n, Compare);
}

 

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실행 결과 Success(100)

 

※ string을 C 스타일 입력에 사용할 때 추가로 처리해 줘야 하는 것들이 존재한다.

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NadanKim/CodingTest_JUNGOL: JUNGOL 코딩 테스트를 위한 저장소 (github.com)

NadanKim/CodingTest_JUNGOL

 

문제출처

Intermediate_Coder/분할정복/Tutorial: STL Sort 4(심화)-JUNGOL