STl中的排序算法詳細(xì)解析
1. 所有STL sort算法函數(shù)的名字列表:
函數(shù)名 功能描述
sort 對(duì)給定區(qū)間所有元素進(jìn)行排序
stable_sort 對(duì)給定區(qū)間所有元素進(jìn)行穩(wěn)定排序
partial_sort 對(duì)給定區(qū)間所有元素部分排序
partial_sort_copy 對(duì)給定區(qū)間復(fù)制并排序
nth_element 找出給定區(qū)間的某個(gè)位置對(duì)應(yīng)的元素
is_sorted 判斷一個(gè)區(qū)間是否已經(jīng)排好序
partition 使得符合某個(gè)條件的元素放在前面
stable_partition 相對(duì)穩(wěn)定的使得符合某個(gè)條件的元素放在前面
2. 比較函數(shù):
當(dāng)你需要按照某種特定方式進(jìn)行排序時(shí),你需要給sort指定比較函數(shù),否則程序會(huì)自動(dòng)提供給你一個(gè)比較函數(shù)
vector < int > vect;
sort(vect.begin(), vect.end());//此時(shí)相當(dāng)于調(diào)用
sort(vect.begin(), vect.end(), less<int>() );
sort 中的其他比較函數(shù)
equal_to 相等
not_equal_to 不相等
less 小于
greater 大于
less_equal 小于等于
greater_equal 大于等于
上述例子中系統(tǒng) 自己為sort提供了less仿函數(shù)。在STL中還提供了其他仿函 數(shù),以下是仿函數(shù)列表: 不能直接寫(xiě)入仿 函數(shù)的名字,而是要寫(xiě)其重載的()函數(shù): less<int>();
當(dāng)你的容器中元 素時(shí)一些標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型(int float char)或者string時(shí),你可以直 接使用這些函數(shù)模板。但如果你時(shí)自己定義的類(lèi)型或者你需要按照其他方式排序,你可以有兩種方法來(lái)達(dá)到效果:一種是自己寫(xiě)比較函數(shù)。另一種是重載類(lèi)型的'<'操作賦。
3. 全排序:
全排序即把所給定范圍所有的元素按照大小關(guān)系順序排列。sort采用的是成熟的"快速排序算法"(目前大部分STL版本已經(jīng)不是采用簡(jiǎn)單的快速排序,而是結(jié)合內(nèi)插排序算法)。復(fù)雜度為n*log(n)。stable_sort采用的是"歸并排序",分派足夠內(nèi)存時(shí),其算法復(fù)雜度為n*log(n), 否則 其復(fù)雜度為n*log(n)*log(n),其優(yōu)點(diǎn)是會(huì)保持相等元素之間的相對(duì)位置在排序前后保持一致。
用于全排序的函 數(shù)有:
1.void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);
2.void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last,StrictWeakOrdering comp);
3.void stable_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);
4.void stable_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp);
4. 局部排序:
partial_sort采用的堆排序(heapsort),它在任何情況下的復(fù)雜度都是n*log(n)。
局部排序其實(shí)是為了減少不必要的操作而提供的排序方式。
其函數(shù)原型為:
4.1 void partial_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator middle,RandomAccessIterator last);
4.2 void partial_sort(RandomAccessIterator first,RandomAccessIterator middle,RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp);
4.3 RandomAccessIterator partial_sort_copy(InputIterator first, InputIteratorlast,RandomAccessIteratorresult_first,RandomAccessIterator result_last);
4.4 RandomAccessIterator partial_sort_copy(InputIterator first, InputIteratorlast,RandomAccessIteratorresult_first,RandomAccessIterator result_last, Compare comp);
例如:班上有1000個(gè)學(xué)生,我想知道分?jǐn)?shù)最低的5名是哪些人。
partial_sort(vect.begin(),vect.begin()+5,vect.end(),less<student>());
5. nth_element 指定元素排序
5.1 void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth, RandomAccessIterator last);
5.2 void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth,RandomAccessIterator last,
StrictWeakOrdering comp);
例如:班上有1000個(gè)學(xué)生,我想知道分?jǐn)?shù)排在倒數(shù)第4名的學(xué)生。
nth_element(vect.begin(), vect.begin()+3, vect.end(),less<student>());
6. partition 和stable_partition
partition就是把一個(gè)區(qū)間中的元素按照某個(gè)條件分成兩類(lèi),并沒(méi)有排序。
其函數(shù)原型為:
6.1 ForwardIterator partition(ForwardIterator first, ForwardIterator last, Predicate pred)
6.2 ForwardIterator stable_partition(ForwardIterator first, ForwardIterator last, Predicate pred);
例如:班上10個(gè)學(xué)生,計(jì)算所有沒(méi)有及格(低于60分)的學(xué)生:
student exam("pass", 60);
stable_partition(vect.begin(), vect.end(), bind2nd(less<student>(), exam));
7. 效率由高到低(耗時(shí)由小變大):
partion
stable_partition
nth_element
partial_sort
sort
stable_sort
8. Effective STL對(duì)如何選擇排序函數(shù)總結(jié)的很好:
8.1 若需對(duì)vector, string, deque, 或array容器進(jìn)行全排序,你可選擇sort或stable_sort;
8.2 若只需對(duì)vector, string, deque, 或array容器中取得top n的元素,部分排序partial_sort是首選.
8.3 若對(duì)于vector, string, deque, 或array容器,你需要找到第n個(gè)位置的元素或者你需要得到top n且不關(guān)系top n中的內(nèi)部 順序,nth_element是最 理想的;
8.4 若你需要從標(biāo)準(zhǔn)序列容器或者array中把滿足某個(gè)條件 或者不滿足某個(gè)條件的元素分開(kāi),你最好使用partition或stable_partition;
8.5 若使用的list容器,你可以直接使用partition和stable_partition算法,你可以使用list::sort代替sort和stable_sort排 序。
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