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std:: sort

From cppreference.net
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Constrained algorithms, e.g. ranges::copy , ranges::sort , ...
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Operations on uninitialized memory
定义于头文件 <algorithm>
template < class RandomIt >
void sort ( RandomIt first, RandomIt last ) ;
(1) (自 C++20 起为 constexpr)
template < class ExecutionPolicy, class RandomIt >

void sort ( ExecutionPolicy && policy,

RandomIt first, RandomIt last ) ;
(2) (自 C++17 起)
template < class RandomIt, class Compare >
void sort ( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp ) ;
(3) (自 C++20 起为 constexpr)
template < class ExecutionPolicy, class RandomIt, class Compare >

void sort ( ExecutionPolicy && policy,

RandomIt first, RandomIt last, Compare comp ) ;
(4) (自 C++17 起)

对范围 [ first , last ) 内的元素进行非降序排序。不保证相等元素的顺序会被保留。

1) 元素按照 operator < (C++20 前) std:: less { } (C++20 起) 进行排序。
3) 元素根据 comp 进行排序。
2,4) (1,3) 相同,但根据 policy 执行。
这些重载仅在满足以下所有条件时参与重载决议:

std:: is_execution_policy_v < std:: decay_t < ExecutionPolicy >> true

(C++20 前)

std:: is_execution_policy_v < std:: remove_cvref_t < ExecutionPolicy >> true

(C++20 起)

若满足以下任一条件,则行为未定义:

(C++11 前)
(C++11 起)

目录

参数

first, last - 定义待排序元素 范围 的迭代器对
policy - 使用的 执行策略
comp - 比较函数对象(即满足 Compare 要求的对象),当第一个参数 小于 (即排序在 之前 )第二个参数时返回​ true

比较函数的签名应等价于如下形式:

bool cmp ( const Type1 & a, const Type2 & b ) ;

虽然签名不需要包含 const & ,但函数不得修改传递给它的对象,且必须能够接受所有(可能为 const 的) Type1 Type2 类型的值,无论其 值类别 为何(因此不允许 Type1& ,也不允许 Type1 ,除非对于 Type1 移动等价于复制 (C++11 起) )。
类型 Type1 Type2 必须使得 RandomIt 类型的对象在解引用后能隐式转换到这两个类型。 ​

类型要求
-
RandomIt 必须满足 LegacyRandomAccessIterator 的要求。
-
Compare 必须满足 Compare 的要求。

复杂度

给定 N last - first

1,2) O(N·log(N)) 次比较,使用 operator < (C++20 前) std:: less { } (C++20 起)
3,4) O(N·log(N)) 次比较器 comp 的应用。

异常

带有名为 ExecutionPolicy 模板参数的重载按以下方式报告错误:

  • 如果作为算法一部分调用的函数执行抛出异常,且 ExecutionPolicy 是某个 标准策略 ,则调用 std::terminate 。对于其他任何 ExecutionPolicy ,其行为由实现定义。
  • 如果算法无法分配内存,则抛出 std::bad_alloc

可能的实现

另请参阅 libstdc++ libc++ 中的实现。

注释

LWG713 之前,复杂度要求允许 sort() 仅通过 Quicksort 实现,这种实现在最坏情况下可能需要 O(N 2
)
次比较。

内省排序 能够以 O(N·log(N)) 的时间复杂度处理所有情况(在平均情况下不会产生额外开销),因此通常用于实现 sort() 函数。

libc++ 尚未实现修正后的时间复杂度要求 直至 LLVM 14 版本

示例

#include <algorithm>
#include <array>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <string_view>
int main()
{
    std::array<int, 10> s{5, 7, 4, 2, 8, 6, 1, 9, 0, 3};
    auto print = [&s](std::string_view const rem)
    {
        for (auto a : s)
            std::cout << a << ' ';
        std::cout << ": " << rem << '\n';
    };
    std::sort(s.begin(), s.end());
    print("sorted with the default operator<");
    std::sort(s.begin(), s.end(), std::greater<int>());
    print("sorted with the standard library compare function object");
    struct
    {
        bool operator()(int a, int b) const { return a < b; }
    }
    customLess;
    std::sort(s.begin(), s.end(), customLess);
    print("sorted with a custom function object");
    std::sort(s.begin(), s.end(), [](int a, int b)
                                  {
                                      return a > b;
                                  });
    print("sorted with a lambda expression");
}

输出:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : sorted with the default operator<
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 : sorted with the standard library compare function object
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : sorted with a custom function object
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 : sorted with a lambda expression

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的C++标准。

缺陷报告 适用范围 发布时行为 正确行为
LWG 713 C++98 O(N·log(N)) 时间复杂度仅要求平均情况 现要求最坏情况也必须满足

参见

对范围的前 N 个元素进行排序
(函数模板)
对范围元素进行排序并保持相等元素间的顺序
(函数模板)
将范围按升序排序
(算法函数对象)