STL排序算法.doc

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STL中有多种排序算法，各有各的适用范围，下面听我一一道来：
I、完全排序
sort()
首先要隆重推出的当然是最最常用的sort了，sort有两种形式，第一种形式有两个迭代器参数，构成一个前开后闭的区间，按照元素的less关系排序；第二种形式多加一个指定排序准则的谓词。sort基本是最通用的排序函数，它使用快速排序算法，并且在递归过程中，当元素数目小于一个阈值（一般是16，我的试验是24）时，转成直接插入排序。伟大的数学家Knuth已经证明，在平均意义上，快速排序是最快的了；当然，最坏复杂性比较差。sort要求随机迭代器，因此对于很多编译器来说，对于前向迭代器（如list）使用sort是一个编译错误。

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<cstdlib>

usingnamespacestd;

voidfunc1()
{
vector<int>ar;
//向数组里面插入一些随机数
generate_n(back_inserter(ar),100,rand);
//按从小到大排序
sort(ar.begin(),ar.end());
}

/*
list<int>l1;
fill_n(back_inserter(l1),200,1000);
*/

如何从大到小逆排序，这个其实有很多种方式实现。

1voidfunc2()
2{
3vector<int>ar;
4//向数组里面插入一些随机数
5generate_n(back_inserter(ar),100,rand);
6
7//方法1：使用函数作为谓词
8sort(ar.begin(),ar.end(),GreateThan);
9//方法2：使用仿函数作为谓词
10//注意下面两种方法都需要有个括号，实际上是要产生一个临时对象
11sort(ar.begin(),ar.end(),CompareInt());
12//方法3：使用预定义的Adapter,定义在<functional>中
13sort(ar.begin(),ar.end(),greater<int>());
14//方法4：正常排序，然后翻转过来
15sort(ar.begin(),ar.end());
16reverse(ar.begin(),ar.end());
17//方法5：使用逆迭代器
18sort(ar.rbegin(),ar.rend());
19}

1.stable_sort
sort优点一大堆，一个缺点就是它不是一种稳定的排序。什么是排序的稳定性？就是如果出现两个元素相等时，要求排序之后他们之间保持原来的次序（比如我们先按学号排序，然后按成绩排序，这时就希望成绩相同的还是按照学号的次序排）。很可惜，快速排序算法就不是稳定的，要追求这个，只好用stable_sort了。
在各种排序算法中，合并排序是稳定的，但一般的合并排序需要额外的O(N)的存储空间，而这个条件不是一定能够满足的（可能是比较奢侈的）。所以在stable_sort内部，首先判断是否有足够的额外空间（如vecotr中的cap()-size()部分），有的话就使用普通合并函数，总的时间复杂性和快速排序一个数量级，都是O(N*logN)。如果没有额外空间，使用了一个merge_without_buffer的关键函数进行就地合并（如何实现是比较有技巧的，完全可以专门谈一谈），这个合并过程不需要额外的存储空间（递归的堆栈除外），但时间复杂度变成O(N*logN)，这种情况下，总的stable_sort时间复杂度是O(N*logN*logN)。
总之，stable_sort稍微慢一点儿，但能够保证稳定，使用方法和sort一样。但很多时候可以不用这种方式和这个函数，比如上面的例子，完全可以在排序比较准则中写入成绩和学号两个条件就OK了。
2.sort_heap
堆排序也是一种快速的排序算法，复杂度也是O(N*logN)。STL中有一些和堆相关的函数，能够构造堆，如果在构造好的堆上每次取出来根节点放在尾部，所有元素循环一遍，最后的结果也就有序了。这就是sort_heap了。它的使用要求区间已经被构造成堆，如：

1voidfunc5()
2{
3vector<int>ar;
4//生成数据
5generate_n(back_inserter(ar),