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面试题:C++ STL sort在复杂数据结构上的性能优化

有一个自定义的结构体`Student`,包含姓名(`string`类型)、年龄(`int`类型)和成绩(`double`类型),现在有一个`vector<Student>`容器,需要按照成绩从高到低排序。如果数据量较大,你会如何优化`sort`在此场景下的性能?请写出关键代码片段并解释优化思路。
11.9万 热度难度
编程语言C++

知识考点

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面试题答案

一键面试
  1. 优化思路
    • 当数据量较大时,使用std::sort默认的比较函数进行排序是一种可行的方法,但为了进一步优化性能,可以考虑以下几点:
      • 自定义比较函数:确保比较函数的效率,避免不必要的计算。在Student结构体的比较中,直接比较成绩即可。
      • 选择合适的排序算法std::sort在C++标准库中默认使用的是一种混合排序算法(通常是Introsort,结合了快速排序、堆排序和插入排序的优点)。对于大规模数据,默认算法通常表现良好,但在特定场景下,可以根据数据的特点进一步优化。例如,如果数据大致有序,可以考虑在排序前先使用std::stable_sort进行一次稳定排序(std::stable_sort在数据大致有序时性能较好),然后再使用std::sort进行最终排序。不过在一般情况下,直接使用std::sort结合高效的自定义比较函数就可以满足需求。
  2. 关键代码片段
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

// 定义Student结构体
struct Student {
    std::string name;
    int age;
    double score;
};

// 自定义比较函数,按照成绩从高到低排序
bool compareByScore(const Student& a, const Student& b) {
    return a.score > b.score;
}

int main() {
    std::vector<Student> students;
    // 假设这里有向students中添加数据的逻辑

    // 使用自定义比较函数进行排序
    std::sort(students.begin(), students.end(), compareByScore);

    // 输出排序后的结果
    for (const auto& student : students) {
        std::cout << "Name: " << student.name << ", Age: " << student.age << ", Score: " << student.score << std::endl;
    }

    return 0;
}

在上述代码中:

  • 首先定义了Student结构体,包含姓名、年龄和成绩。
  • 然后定义了compareByScore自定义比较函数,用于按照成绩从高到低比较两个Student对象。
  • main函数中,创建了std::vector<Student>容器,并假设已经向其中添加了数据。接着使用std::sort结合自定义比较函数compareByScorestudents容器进行排序。最后输出排序后的结果。通过这种方式,确保在大规模数据场景下,排序操作能够高效执行。