考虑使用@Ulrich Eckhardt建议的std::multimap。只是代码可以变得更简单。

鉴于

std::vector<int> a = {5, 2, 1, 4, 3};  // a: 5 2 1 4 3

在插入的平均时间内排序

std::multimap<int, std::size_t> mm;
for (std::size_t i = 0; i != a.size(); ++i)
    mm.insert({a[i], i});

检索值和原始索引

std::vector<int> b;
std::vector<std::size_t> c;
for (const auto & kv : mm) {
    b.push_back(kv.first);             // b: 1 2 3 4 5
    c.push_back(kv.second);            // c: 2 1 4 3 0
}

首选std::multimap而不是std::map的原因是允许原始向量的值相等。另外请注意，与std::map不同，操作符[]没有为std::multimap定义。

还有另一种方法来解决这个问题，使用地图:

vector<double> v = {...}; // input data
map<double, unsigned> m; // mapping from value to its index
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    m[*it] = it - v.begin();

这将消除非唯一元素。如果不能接受，使用multimap:

vector<double> v = {...}; // input data
multimap<double, unsigned> m; // mapping from value to its index
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    m.insert(make_pair(*it, it - v.begin()));

为了输出索引，迭代map或multimap:

for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it)
    cout << it->second << endl;

假设给定向量为

A=[2,4,3]

创建一个新向量

V=[0,1,2] // indicating positions

对V进行排序，而不是比较V中的元素，比较A中对应的元素

 //Assume A is a given vector with N elements
 vector<int> V(N);
 std::iota(V.begin(),V.end(),0); //Initializing
 sort( V.begin(),V.end(), [&](int i,int j){return A[i]<A[j];} );

一种解决方案是使用二维矢量。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
 vector<vector<double>> val_and_id;
 val_and_id.resize(5);
 for (int i = 0; i < 5; i++) {
   val_and_id[i].resize(2); // one to store value, the other for index.
 }
 // Store value in dimension 1, and index in the other:
 // say values are 5,4,7,1,3.
 val_and_id[0][0] = 5.0;
 val_and_id[1][0] = 4.0;
 val_and_id[2][0] = 7.0;
 val_and_id[3][0] = 1.0;
 val_and_id[4][0] = 3.0;

 val_and_id[0][1] = 0.0;
 val_and_id[1][1] = 1.0;
 val_and_id[2][1] = 2.0;
 val_and_id[3][1] = 3.0;
 val_and_id[4][1] = 4.0;

 sort(val_and_id.begin(), val_and_id.end());
 // display them:
 cout << "Index \t" << "Value \n";
 for (int i = 0; i < 5; i++) {
  cout << val_and_id[i][1] << "\t" << val_and_id[i][0] << "\n";
 }
 return 0;
}

输出如下:

   Index   Value
   3       1
   4       3
   1       4
   0       5
   2       7

我写了索引排序的通用版本。

template <class RAIter, class Compare>
void argsort(RAIter iterBegin, RAIter iterEnd, Compare comp, 
    std::vector<size_t>& indexes) {

    std::vector< std::pair<size_t,RAIter> > pv ;
    pv.reserve(iterEnd - iterBegin) ;

    RAIter iter ;
    size_t k ;
    for (iter = iterBegin, k = 0 ; iter != iterEnd ; iter++, k++) {
        pv.push_back( std::pair<int,RAIter>(k,iter) ) ;
    }

    std::sort(pv.begin(), pv.end(), 
        [&comp](const std::pair<size_t,RAIter>& a, const std::pair<size_t,RAIter>& b) -> bool 
        { return comp(*a.second, *b.second) ; }) ;

    indexes.resize(pv.size()) ;
    std::transform(pv.begin(), pv.end(), indexes.begin(), 
        [](const std::pair<size_t,RAIter>& a) -> size_t { return a.first ; }) ;
}

使用方法与std::sort相同，除了一个索引容器接收排序的索引。 测试:

int a[] = { 3, 1, 0, 4 } ;
std::vector<size_t> indexes ;
argsort(a, a + sizeof(a) / sizeof(a[0]), std::less<int>(), indexes) ;
for (size_t i : indexes) printf("%d\n", int(i)) ;

你应该得到2 10 0 3。 对于不支持c++0x的编译器，将lamba表达式替换为类模板:

template <class RAIter, class Compare> 
class PairComp {
public:
  Compare comp ;
  PairComp(Compare comp_) : comp(comp_) {}
  bool operator() (const std::pair<size_t,RAIter>& a, 
    const std::pair<size_t,RAIter>& b) const { return comp(*a.second, *b.second) ; }        
} ;

然后重写std::sort as

std::sort(pv.begin(), pv.end(), PairComp(comp)()) ;

我最近接触了c++ 20 <ranges>的优雅投影特性，它允许编写更短/更清晰的代码:

std::vector<std::size_t> B(std::size(A));
std::iota(begin(B), end(B), 0);
std::ranges::sort(B, {}, [&](std::size_t i){ return A[i]; }); 

{}指通常的std::less<std::size_t>。因此，正如您所看到的，我们定义了一个函数，在任何比较之前调用每个元素。这个投影特性实际上是非常强大的，因为这个函数可以是，就像这里，或者它甚至可以是一个方法，或者一个成员值。例如:

struct Item {
    float price;
    float weight;
    float efficiency() const { return price / weight; }
};

int main() {
    std::vector<Item> items{{7, 9}, {3, 4}, {5, 3}, {9, 7}};
    std::ranges::sort(items, std::greater<>(), &Item::efficiency);
    // now items are sorted by their efficiency in decreasing order:
    // items = {{5, 3}, {9, 7}, {7, 9}, {3, 4}}
}

如果我们想通过增加价格来排序:

std::ranges::sort(items, {}, &Item::price);

不要定义操作符<或使用lambda，使用投影!