C++のSTL pairを使って、別の配列の値に基づいて配列を連動してソートする方法

2つの異なる配列があるとします。C++ STLのpairクラスを利用すると、一方の配列の値を基準にして、もう一方の配列を連動させてソートすることができます。例えば、A1 = [2, 1, 5, 4, 9, 3, 6, 7, 10, 8]、A2 = [A, B, C, D, E, F, G, H, I, J] という2つの配列を用意した場合、実行結果は次のようになります。

A1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
A2 = [B, A, F, D, C, G, H, J, E, I]

基本的な考え方

ここではC++ STLのpair（ペア）を使用します。A1の要素をfirst（第一要素）、A2の要素をsecond（第二要素）として1つのペアを作成し、それらをまとめた配列に対してsort関数を適用します。重要なポイントは、ソートの基準となる配列の要素をペアのfirst側に配置することです。pairはデフォルトでfirstを優先的に比較するため、これにより基準配列の順序に従って両方の配列が同時に並べ替えられます。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <map>
using namespace std;
template <class T>
void display(T arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++)
    cout << arr[i] << " ";
}
void sortUsingSecondArr(int A1[], char A2[], int n){
    pair<int, char> pair_arr[n];
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        pair_arr[i].first = A1[i];
        pair_arr[i].second = A2[i];
    }
    sort(pair_arr, pair_arr + n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        A1[i] = pair_arr[i].first;
        A2[i] = pair_arr[i].second;
    }
}
int main() {
    int n = 10;
    int A1[] = {2, 1, 5, 4, 9, 3, 6, 7, 10, 8};
    char A2[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J'};
    cout << "Before Sorting: "<<endl;
    cout << "First Array : "; display(A1, n);
    cout << "\nSecond Array: "; display(A2, n);
    sortUsingSecondArr(A1, A2, n);
    cout << "\n\nAfter Sorting: "<<endl;
    cout << "First Array : "; display(A1, n);
    cout << "\nSecond Array: "; display(A2, n);
}

実行結果

Before Sorting:
First Array : 2 1 5 4 9 3 6 7 10 8
Second Array: A B C D E F G H I J
After Sorting:
First Array : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Second Array: B A F D C G H J E I

コードの解説

sortUsingSecondArr関数では、まずA1とA2の対応する要素を組み合わせて、pair<int, char>型の配列pair_arrを構築します。次に、STLのsort関数でこの配列をソートします。pairの比較ではfirstが優先されるため、A1の値が昇順に並べ替えられ、A2の要素もそれぞれ対応する位置に連動して移動します。最後に、ソート済みの値を元の配列A1とA2に書き戻しています。

なお、このサンプルでは可変長配列（VLA）である pair_arr[n] を使用しているため、コンパイラによってはC++の標準規格としてサポートされない点に注意が必要です。移植性を高めたい場合は、std::vector<std::pair<int, char>> を使うか、new/deleteによる動的確保を利用する方法が推奨されます。また、降順でソートしたい場合は、sort関数の第3引数に greater<pair<int, char>>() を指定するだけで対応できます。