排序算法 - 方法

Question

我必须使用面向对象的方法实现三种不同的排序算法，我一直在考虑解决这个问题的最佳方法。

基本上，我认为它应该是这样的：

- ＆GT;排序（类，接口，多态）

继承：

- ＆GT;冒泡排序

- ＆GT;插入排序

- ＆GT; QuickSort

如果每种排序具有相同的接口，那么访问不同的排序方法会更容易，因此，当我来添加其他排序算法时，我可以轻松地将它们实现到当前的设计和类结构中

我的问题是：

• 这是一个很好的使用方法吗？

• 我可以使用模板吗？即如果我想使用Bubble，它会调用冒泡排序，如果我想使用Insertion它会调用Insertion吗？

Answer 1

Sort应该是一个接口或一个抽象类，而bubble / insertion / quick-sort应该是实现/具体类。

还值得了解以下内容：

策略模式：

http://en.wikipedia.org/wiki/Strategy_pattern

和

州模式：

http://en.wikipedia.org/wiki/State_pattern

至于模板，我不认为在你的情况下这是值得的。

Answer 2

建议使用接口（纯虚拟类）

界面方法：

class sort_algorithm_interface {
public:
    virtual void sort(std::vector<int>& input) const  = 0;
};

class BubbleSort : public sort_algorithm_interface {
public:
    virtual void sort(std::vector<int>& input) const {/* sort the input */}
};

class InsertionSort: public sort_algorithm_interface {
public:
    virtual void sort(std::vector<int>& input) const {/* sort the input */}
};

class QuickSort: public sort_algorithm_interface {
public:
    virtual void sort(std::vector<int>& input) const {/* sort the input */}
};

现在，当您想要对您进行排序时，请执行以下操作：

sort_algorithm_interface& s = QuickSort(input);
s.sort(input);

模板方法：

class BubbleSort  {
public:
    void sort(std::vector<int>& input) const {/* sort the input */}
};

class InsertionSort {
public:
    void sort(std::vector<int>& input) const {/* sort the input */}
};

class QuickSort {
public:
    void sort(std::vector<int>& input) const {/* sort the input */}
};

template<typename Sort>
class MySort {
    void sort(std::vector<int>& input) {
        Sort s;
        s.sort(begin, end);
    }
}

使用如下：

MySort<QuickSort> s;
s.sort(input);

Answer 3

在C ++中执行此操作的正确方法是通过模板。

对事物进行排序是一种算法，它通常几乎没有持久状态。排序不是对象 - 它是数据的函数（可以是对象）。

std库已有一个排序，带有此签名：

template<typename I, typename C = std::less<typename std::iterator_traits<I>::value_type> >
void sort(I begin, I end, C comp = C());

迭代器begin和end表示要排序的值范围，而comp是一个仿函数（或函数），当传递值范围的两个元素时，会告诉您是否第一个小于第二个。

要在std::vector上使用此功能，您可以执行以下操作：

std::vector<int> myVector; // assume it has some data in it
sort( myVector.begin(), myVector.end() );

std :: sort是（通常是？）快速排序。但该界面适用于快速，冒泡和插入排序。

这种方法的一大优点是一种可以使用另一种方法。例如，虽然快速排序在大型数据集上更快，但通常在小型数据集上，插入排序的简单性获胜（较低的常数因子，即使有n ^ 2开销）。因此，通过编写这样的类型，当元素数量很少时，quicksort的递归调用可以成为插入排序。

现在，如果你需要运行时替换你正在使用的算法，你需要确定你正在使用的迭代器，甚至可能是比较器。这可以通过常见的函数签名（我要做的）或带有纯虚拟接口的基类（我建议反对）来完成。请注意，运行时选择的比较器的开销是非常重要的。固定迭代器选择，或指向函数或虚拟方法调用的开销，只要不在算法的递归调用中完成，对任何合理大小的容器来说都是相当便宜的。