如何根据其值的某些转换的值对范围进行排序？

Question

让arr 成为某种类型的数组T 和func(const &T) 一些计算量很大的函数。要按照func(T) 的值对arr 进行排序，我们可以天真地写。

std::sort(arr.begin(), arr.end(), [](const T& a, const T&b) {
    return func(a) < func(b);
}

但是，这将平均调用func O(nlogn) 次。显然，我们只需要 n 次调用。有没有任何惯用和简洁的方法来做到这一点？

我知道以下两种解决方案，但我想找到一个更好的解决方案。

• 将Ts 和func 的返回值打包到一个结构中并对其进行排序。这在计算上是最优的，但它还在排序之前对初始数组进行了一个完整副本，然后再进行另一个完整副本以将值放回arr

• 创建第二个数组并对数组进行并行排序。据我所知，没有惯用的方法来以这种方式对两个数组进行排序。这可以通过编写自定义迭代器和交换函数来完成。这已经足够了，但它也需要比理想更多的样板代码。

理想的解决方案是基于 STL 并尽可能少的样板代码，但欢迎所有贡献。

Answer 1

第一个非泛型解决方案

你需要的是函数结果的一种记忆。如果您的函数fun 没有副作用，并且在std::sort 中使用它，我推断它没有我会想到这样的事情：

#include <unordered_map>

template<class T, class U>
class caller{
public:
    const U &call(const T& t) const{
        auto found = memoized.find(t);
        if (found != memoized.end())
            return found->second;

        return memoized.insert(std::make_pair(t, fun(t))).first->second;
    }
private:
    mutable std::unordered_map<T, U> memoized;
};

它的用法如下所示：

caller<T, decltype(func(std::declval<T>()))> c;
std::sort(arr.begin(), arr.end(), [](const T& a, const T&b) {
    return c.call(a) < c.call(b);
}

更通用的解决方案

在做出第一个解决方案后，我玩了一下，并做了一个更通用的、符合 C++17 的解决方案。它应该适用于采用一个可复制和可散列的参数的每个函数。看看：

#include <unordered_map>

int fii(int){
    return 0;
}

template<class T, auto fun>
class memoizer{
public:
    const auto &call(const T& t) const{
        auto found = memoized.find(t);
        if (found != memoized.end())
            return found->second;

        return memoized.insert(std::make_pair(t,  fun(t)))
            .first->second;
    }
private:
    mutable std::unordered_map<T, decltype(fun(T()))> memoized;
};

auto memoized_fii = memoizer<int, fii>{};