使用C++函数对象将数组按照特定规则排序

一、什么是函数对象

在C++中，函数可以被看作是一种对象，这种能够像普通函数一样使用的对象叫做函数对象。函数对象可以携带自己的状态，而且为函数指针提供了更多的灵活性，使得它可以被用于STL等很多其他的应用场景。

在函数对象的实现中，可以使用重载函数调用运算符“()”，这样这个类就可以具有类似函数的功能。在STL中，很多算法接受函数对象作为参数，程序员可以通过实现自己的函数对象来定制一些特定功能。

二、排序算法与函数对象

C++ STL提供了非常丰富的排序算法，比如std::sort()、std::partial_sort()、std::merge()等，这些算法都需要传入一个比较函数作为参数，比较函数的作用是决定元素的排序方式。

比较函数接收两个参数，通常是一个类型为T的指针，如果第一个参数要排在第二个参数之前，需要返回一个小于零的数，如果第一个参数要排在第二个参数之后，需要返回一个大于零的数。如果两个参数相等，需要返回0。

对于基本类型来说，比较函数是非常简单的，但是对于复杂类型来说，比较函数就不是那么好实现了。为了解决这个问题，我们可以使用函数对象来替代函数指针，从而更好地控制排序方式。

三、使用函数对象排序

下面给出一个使用函数对象排序的示例，假设我们有一个结构体表示一个人的信息，包括姓名、年龄和性别：

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

现在我们要按照年龄升序排列这些人的信息，并且对于同龄的人，按照姓名的升序排列，那么可以这样使用函数对象：

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;
}

上述代码中，我们定义了一个名为PersonCmp的函数对象，它重载了“()”运算符，然后在main函数中，将这个函数对象作为第三个参数传递给std::sort()函数，std::sort()函数会按照函数对象定义的排序方式进行排序。

四、小结

函数对象是C++ STL中非常重要的一个概念，它可以让我们以独立于函数指针的方式实现排序算法，从而更好地控制排序的方式。在实际的开发工作中，我们可以灵活运用函数对象，来达到更好的代码设计和使用效果。