使用C++函數對象將數組按照特定規則排序

一、什麼是函數對象

在C++中，函數可以被看作是一種對象，這種能夠像普通函數一樣使用的對象叫做函數對象。函數對象可以攜帶自己的狀態，而且為函數指針提供了更多的靈活性，使得它可以被用於STL等很多其他的應用場景。

在函數對象的實現中，可以使用重載函數調用運算符「()」，這樣這個類就可以具有類似函數的功能。在STL中，很多演算法接受函數對象作為參數，程序員可以通過實現自己的函數對象來定製一些特定功能。

二、排序演算法與函數對象

C++ STL提供了非常豐富的排序演算法，比如std::sort()、std::partial_sort()、std::merge()等，這些演算法都需要傳入一個比較函數作為參數，比較函數的作用是決定元素的排序方式。

比較函數接收兩個參數，通常是一個類型為T的指針，如果第一個參數要排在第二個參數之前，需要返回一個小於零的數，如果第一個參數要排在第二個參數之後，需要返回一個大於零的數。如果兩個參數相等，需要返回0。

對於基本類型來說，比較函數是非常簡單的，但是對於複雜類型來說，比較函數就不是那麼好實現了。為了解決這個問題，我們可以使用函數對象來替代函數指針，從而更好地控制排序方式。

三、使用函數對象排序

下面給出一個使用函數對象排序的示例，假設我們有一個結構體表示一個人的信息，包括姓名、年齡和性別：

struct Person {
    std::string name;
    int age;
    char gender;
};

現在我們要按照年齡升序排列這些人的信息，並且對於同齡的人，按照姓名的升序排列，那麼可以這樣使用函數對象：

struct PersonCmp {
    bool operator()(const Person& p1, const Person& p2) const {
        if(p1.age != p2.age) {
            return p1.age < p2.age;
        } else {
            return p1.name < p2.name;
        }
    }
};

int main() {
    std::vector<Person> people {
        {"Tom", 25, 'M'},
        {"Lucy", 20, 'F'},
        {"Jack", 20, 'M'},
        {"Alice", 22, 'F'}
    };
    std::sort(people.begin(), people.end(), PersonCmp());
    for(auto& person : people) {
        std::cout << person.name << " " << person.age << " " << person.gender << std::endl;
    }
    return 0;
}

上述代碼中，我們定義了一個名為PersonCmp的函數對象，它重載了「()」運算符，然後在main函數中，將這個函數對象作為第三個參數傳遞給std::sort()函數，std::sort()函數會按照函數對象定義的排序方式進行排序。

四、小結

函數對象是C++ STL中非常重要的一個概念，它可以讓我們以獨立於函數指針的方式實現排序演算法，從而更好地控制排序的方式。在實際的開發工作中，我們可以靈活運用函數對象，來達到更好的代碼設計和使用效果。