如何对数组进行排序但保留C中重复元素的位置？

Question

所以，实际上我需要的是在排序后保留旧数组的索引。例如，如果我输入[2,4,1,5,7,9,6]，则输出为[2,0,1,3,6,4,5]。我已经使用了qsort，如果没有重复元素，它会很好地工作。

如果有重复的元素，有时第一个重复的元素放在最后。比如输入是[5,4,6,5,2,1,3]，我想输出的是[5,4,6,1,0,3,2]。所以，5 具有索引 0 放在具有索引 3 的 5 之前。但是，使用qsort 有时会输出[5,4,6,1,3,0,2]。

你能帮我解决这个问题吗？或者我应该创建自己的排序功能？你能帮我创建它吗？

这是我的代码：

#include <stdlib.h>

int* sortidx(double *X,int n)
{
    int *idx,i,j;

    int cmp(const void *a,const void *b)
    {
        return X[*(int*)a]>=X[*(int*)b]?1:-1;
    }

    idx=(int*)calloc(n,sizeof(int));

    for(i=0;i<n;i++)
    {
        idx[i]=i;
    }

    qsort(idx,n,sizeof(int),cmp);

    return idx;
}

Answer 1

您需要的是stable sorting algorithm。您可以在 C 中使用stabilize qsort，但这需要额外的工作。在 C++ 中存在std::stable_sort。

如果您需要坚持使用 C，那么您应该实现自己的稳定排序。这是list的稳定排序算法：

B
Block sort
Bubble sort
Bucket sort
C
Cascade merge sort
Cocktail shaker sort
Counting sort
Cubesort
G
Gnome sort
I
Insertion sort
L
Library sort
M
Merge sort
O
Odd–even sort
Oscillating merge sort
P
Pigeonhole sort
Proxmap sort
R
Radix sort
T
Timsort

Answer 2

如果一个元素的值更大或者值相等且其索引更大，则您希望一个元素被认为大于另一个元素。 （这就是稳定排序算法背后的理念。）

在这种情况下，您知道被比较元素的索引，因此您可以轻松地将其添加到您的比较标准中：

int cmp(const void *a, const void *b)
{
    return X[*(int*)a] > X[*(int*)b] ||
           (X[*(int*)a] == X[*(int*)b] && *(int*)a > *(int*)b)
           ?1:-1;
}

或者，可能更易读和更迂腐（因为没有记录 a 和 b 保证是不同的）：

int cmp(const void *a, const void *b)
{
    int idxa = *(const int*)a, idxb = *(const int*)b;
    if (X[idxa] > X[idxb]) return 1;
    if (X[idxa] < X[idxb]) return -1;
    return idxa - idxb;
}

使用引用参数X 的嵌套函数是gcc 扩展，可能不适用于其他编译器。标准 C 库的 Gnu 实现还包含函数 qsort_r，可用于将 X 传递给比较例程，但编写函数的更可移植的方法是使用指针数组而不是索引数组：

int idxcmp(const void *a,const void *b)
{
    double *ap = *(double *const*)a, *bp = *(double *const*)b;
    if (*ap > *bp) return 1;
    if (*ap < *bp) return -1;
    return ap - bp; 
}

double** sortidx(double *X, size_t n)
{
    double **idx = calloc(n, sizeof(double*));
    for (size_t i=0; i<n; ++i) idx[i] = X + i;
    qsort(idx, n, sizeof(idx[0]), idxcmp);
    return idx;
}

（如果真的要返回索引，可以在返回前将指针转换为索引。）