C++标准库：使用std::sort

摘要：std::sort是C++ STL 中最重要的算法之一，可以与for_each算法相提并论，当我们有排序需要时，可能最先想到的就是它。这个算法是一个接口模板，在内部实现可能会根据不现情况使用不同的算法。在使用形式上存在两种方式，一种是使用小于运算符进行比较，一种使用传入的函数对象(仿函数)进行比较。

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原型声明

下面是 std::sort 的声明语法：

template <class RandomAccessIterator>
        void sort ( RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last );

template <class RandomAccessIterator, class Compare>
        void sort ( RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp );

从上面的声明我们可以看出来，sort算法要求迭代器是随机迭代器，并且是可写的。如果迭代器不是随机的，那么排序在理论上将变得非常低效；如果迭代器是不可写，那么将无法进行排序，因为排序要求对迭代器指向的元素进行赋值操作。如此 STL sort 算法要求迭代器是可写的随机迭代器。这一点要求使得我们不能在std::set、std::list 等以结点形式存储的容器里。

此外在理论上，sort 算法接受的比较函数是一个“严格偏序”操作，其中最易被忽略的要求 comp(a,a) 不能真，同时还有其它一些要求。大家可以参考： 对偏序的讨论。

sort 不保证相等元素的相对位置保持不变，可能恰好没有变，也可能恰好变了。

使用示例

学习一个函数的使用示例是最直接与明了的，此处提供两类示例，一类是正确的可以工作的示例，另一类是不正确的或行为未定义的示例。

正确的示例

对一个整数的向量进行排序，第一次使用小于操作排序，第二次使用大于操作排序：

#include
#include
#include

std::vector<int> vec;
vec.push_back(5);
vec.push_back(3);
vec.push_back(4);

//使用小于运算符进行比较
std::sort(vec.begin(), vec.end()); //默认行为就是使用小于运算符
//或者手工指定小于运算符
std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::less<int>());

//使用大于运算符进行比较
std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::greater<int>());
//或者可以自己定义一个大于比较函数

//自定义的函数
static inline my_greater(int a, int b)
{
        return a>b;
}
std::sort(vec.begin(), vec.end(), my_greater);

行为未定义的示例

对非随机迭代器或使用不恰当的比较操作符都可以引起错误，下面进行展示：

#include
#include
#include


std::list<int> vec;
vec.push_back(5);
vec.push_back(3);
vec.push_back(4);

//这个语句将无法编译，原因是迭代器不是随机的
std::sort(vec.begin(), vec.end());

//这个语句的行为是未定义的，原因是 std::greater_equal(a,a) 为真
std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::greater_equal<int>());

小结

std::sort 封装了快速排序算法，但它对参数的有自己的要求，在没有太在意的情况下 std::sort 工作得可能很好，也可能不工作，我需要对它的基本原理有个了解。要知道什么是严格偏序，也要知道什么随机迭代器，同时也要知道 std::sort 不是稳定的排序算法，它不保证“相等”元素的相对位置，使用 std::stable_sort 来保证这一点。

zz: