http://www.cppblog.com/mzty/archive/2005/12/15/1770.htmlphp
西方有句諺語:不要重複發明輪子!html
STL幾乎封裝了全部的數據結構中的算法,從鏈表到隊列,從向量到堆棧,對hash到二叉樹,從搜索到排序,從增長到刪除......能夠說,若是你理解了STL,你會發現你已不用拘泥於算法自己,從而站在巨人的肩膀上去考慮更高級的應用。ios
排序是最普遍的算法之一,本文詳細介紹了STL中不一樣排序算法的用法和區別。程序員
若是你須要本身定義比較函數,你能夠把你定義好的仿函數(functor)做爲參數傳入。每種算法都支持傳入比較函數。如下是全部STL sort算法函數的名字列表:算法
函數名 | 功能描述 |
---|---|
sort | 對給定區間全部元素進行排序 |
stable_sort | 對給定區間全部元素進行穩定排序 |
partial_sort | 對給定區間全部元素部分排序 |
partial_sort_copy | 對給定區間複製並排序 |
nth_element | 找出給定區間的某個位置對應的元素 |
is_sorted | 判斷一個區間是否已經排好序 |
partition | 使得符合某個條件的元素放在前面 |
stable_partition | 相對穩定的使得符合某個條件的元素放在前面 |
其中nth_element 是最不易理解的,實際上,這個函數是用來找出第幾個。例如:找出包含7個元素的數組中排在中間那個數的值,此時,我可能不關心前面,也不關心後面,我只關心排在第四位的元素值是多少。數組
vector < int > vect; //... sort(vect.begin(), vect.end()); //此時至關於調用 sort(vect.begin(), vect.end(), less<int>() );
名稱 | 功能描述 |
---|---|
equal_to | 相等 |
not_equal_to | 不相等 |
less | 小於 |
greater | 大於 |
less_equal | 小於等於 |
greater_equal | 大於等於 |
less<int>() greater<int>()當你的容器中元素時一些標準類型(int float char)或者string時,你能夠直接使用這些函數模板。但若是你時本身定義的類型或者你須要按照其餘方式排序,你能夠有兩種方法來達到效果:一種是本身寫比較函數。另外一種是重載類型的'<'操做賦。
#include <iostream> #include <algorithm> #include <functional> #include <vector> using namespace std; class myclass { public: myclass(int a, int b):first(a), second(b){} int first; int second; bool operator < (const myclass &m)const { return first < m.first; } }; bool less_second(const myclass & m1, const myclass & m2) { return m1.second < m2.second; } int main() { vector< myclass > vect; for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++){ myclass my(10-i, i*3); vect.push_back(my); } for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<"("<<vect[i].first<<","<<vect[i].second<<")\n"; sort(vect.begin(), vect.end()); cout<<"after sorted by first:"<<endl; for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<"("<<vect[i].first<<","<<vect[i].second<<")\n"; cout<<"after sorted by second:"<<endl; sort(vect.begin(), vect.end(), less_second); for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<"("<<vect[i].first<<","<<vect[i].second<<")\n"; return 0 ; }
(10,0) (9,3) (8,6) (7,9) (6,12) (5,15) (4,18) (3,21) (2,24) (1,27) after sorted by first: (1,27) (2,24) (3,21) (4,18) (5,15) (6,12) (7,9) (8,6) (9,3) (10,0) after sorted by second: (10,0) (9,3) (8,6) (7,9) (6,12) (5,15) (4,18) (3,21) (2,24) (1,27)
例如,若是你寫一個比較函數:數據結構
bool less_len(const string &str1, const string &str2) { return str1.length() < str2.length(); }
template <class RandomAccessIterator> void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp); template <class RandomAccessIterator> void stable_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void stable_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp);
班上有10個學生,我想知道他們的成績排名。app
#include <iostream> #include <algorithm> #include <functional> #include <vector> #include <string> using namespace std; class student{ public: student(const string &a, int b):name(a), score(b){} string name; int score; bool operator < (const student &m)const { return score< m.score; } }; int main() { vector< student> vect; student st1("Tom", 74); vect.push_back(st1); st1.name="Jimy"; st1.score=56; vect.push_back(st1); st1.name="Mary"; st1.score=92; vect.push_back(st1); st1.name="Jessy"; st1.score=85; vect.push_back(st1); st1.name="Jone"; st1.score=56; vect.push_back(st1); st1.name="Bush"; st1.score=52; vect.push_back(st1); st1.name="Winter"; st1.score=77; vect.push_back(st1); st1.name="Andyer"; st1.score=63; vect.push_back(st1); st1.name="Lily"; st1.score=76; vect.push_back(st1); st1.name="Maryia"; st1.score=89; vect.push_back(st1); cout<<"------before sort..."<<endl; for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<vect[i].name<<":\t"<<vect[i].score<<endl; stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>()); cout <<"-----after sort ...."<<endl; for(int i = 0 ; i < vect.size(); i ++) cout<<vect[i].name<<":\t"<<vect[i].score<<endl; return 0 ; }
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Bush: 52 Jimy: 56 Jone: 56 Andyer: 63 Tom: 74 Lily: 76 Winter: 77 Jessy: 85 Maryia: 89 Mary: 92sort採用的是成熟的"快速排序算法"(目前大部分STL版本已經不是採用簡單的快速排序,而是結合內插排序算法)。 注1,能夠保證很好的平均性能、複雜度爲n*log(n),因爲單純的快速排序在理論上有最差的狀況,性能很低,其算法複雜度爲n*n,但目前大部分的STL版本都已經在這方面作了優化,所以你能夠放心使用。stable_sort採用的是"歸併排序",分派足夠內存是,其算法複雜度爲n*log(n), 不然其複雜度爲n*log(n)*log(n),其優勢是會保持相等元素之間的相對位置在排序先後保持一致。
template <class RandomAccessIterator> void partial_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator middle, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void partial_sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator middle, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp); template <class InputIterator, class RandomAccessIterator> RandomAccessIterator partial_sort_copy(InputIterator first, InputIterator last, RandomAccessIterator result_first, RandomAccessIterator result_last); template <class InputIterator, class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> RandomAccessIterator partial_sort_copy(InputIterator first, InputIterator last, RandomAccessIterator result_first, RandomAccessIterator result_last, Compare comp);
stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>()); 替換爲: partial_sort(vect.begin(), vect.begin()+5, vect.end(),less<student>());
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Bush: 52 Jimy: 56 Jone: 56 Andyer: 63 Tom: 74 Mary: 92 Jessy: 85 Winter: 77 Lily: 76 Maryia: 89這樣的好處知道了嗎?當數據量小的時候可能看不出優點,若是是100萬學生,我想找分數最少的5我的......
partial_sort採用的堆排序(heapsort),它在任何狀況下的複雜度都是n*log(n). 若是你但願用partial_sort來實現全排序,你只要讓middle=last就能夠了。less
partial_sort_copy實際上是copy和partial_sort的組合。被排序(被複制)的數量是[first, last)和[result_first, result_last)中區間較小的那個。若是[result_first, result_last)區間大於[first, last)區間,那麼partial_sort至關於copy和sort的組合。dom
template <class RandomAccessIterator> void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering> void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth, RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp);
stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>()); 替換爲: nth_element(vect.begin(), vect.begin()+3, vect.end(),less<student>());
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Jone: 56 Bush: 52 Jimy: 56 Andyer: 63 Jessy: 85 Mary: 92 Winter: 77 Tom: 74 Lily: 76 Maryia: 89第四個是誰?Andyer,這個倒黴的傢伙。爲何是begin()+3而不是+4? 我開始寫這篇文章的時候也沒有在乎,後來在 ilovevc 的提醒下,發現了這個問題。begin()是第一個,begin()+1是第二個,... begin()+3固然就是第四個了。
template <class ForwardIterator, class Predicate> ForwardIterator partition(ForwardIterator first, ForwardIterator last, Predicate pred) template <class ForwardIterator, class Predicate> ForwardIterator stable_partition(ForwardIterator first, ForwardIterator last, Predicate pred);
stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>());
替換爲:
student exam("pass", 60);
stable_partition(vect.begin(), vect.end(), bind2nd(less<student>(), exam));
------before sort... Tom: 74 Jimy: 56 Mary: 92 Jessy: 85 Jone: 56 Bush: 52 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89 -----after sort .... Jimy: 56 Jone: 56 Bush: 52 Tom: 74 Mary: 92 Jessy: 85 Winter: 77 Andyer: 63 Lily: 76 Maryia: 89看見了嗎,Jimy,Jone, Bush(難怪說美國總統比較笨
這些容器的迭代器類型並非隨機型迭代器,所以,上述的那些排序函數,對於這些容器是不可用的。上述sort函數對於下列容器是可用的:
對於list容器,list自帶一個sort成員函數list::sort(). 它和算法函數中的sort差很少,可是list::sort是基於指針的方式排序,也就是說,全部的數據移動和比較都是此用指針的方式實現,所以排序後的迭代器一直保持有效(vector中sort後的迭代器會失效).
其實否則,即便你不關心效率,若是你選擇合適的排序函數,你會讓你的代碼更容易讓人明白,你會讓你的代碼更有擴充性,逐漸養成一個良好的習慣,很重要吧 。
若是你之前有用過C語言中的qsort, 想知道qsort和他們的比較,那我告訴你,qsort和sort是同樣的,由於他們採用的都是快速排序。從效率上看,如下幾種sort算法的是一個排序,效率由高到低(耗時由小變大):