STL之排序

標籤：演算法

1. 所有STL sort演算法函數的名字列表:

函數名    　　　　　　　　　功能描述

sort 　　　　　　　  對給定區間所有元素進行排序

stable_sort 　　　　對給定區間所有元素進行穩定排序

partial_sort 　　　　對給定區間所有元素部分排序

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

 

2. 比較函數：

當你需要按照某種特定方式進行排序時，你需要給sort指定比較函數，否則程式會自動提供給你一個比較函數

vector < int > vect;

sort(vect.begin(), vect.end());//此時相當於調用

sort(vect.begin(), vect.end(), less<int>() );

sort 中的其他比較函數

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

上述例子中系統 自己為sort提供了less仿函數。在STL中還提供了其他仿函 數，以下是仿函數列表: 不能直接寫入仿 函數的名字，而是要寫其重載的()函數： less<int>();

當你的容器中元 素時一些標準類型（int float char)或者string時，你可以直 接使用這些函數模板。但如果你時自己定義的類型或者你需要按照其他方式排序，你可以有兩種方法來達到效果：一種是自己寫比較函數。另一種是重載類型的‘<‘操作賦。

 

3. 全排序：

全排序即把所給定範圍所有的元素按照大小關係順序排列。sort採用的是成熟的"快速排序演算法"(目前大部分STL版本已經不是採用簡單的快速排序，而是結合插入排序演算法)。複雜度為n*log(n)。stable_sort採用的是"歸併排序"，指派足夠記憶體時，其演算法複雜度為n*log(n), 否則 其複雜度為n*log(n)*log(n)，其優點是會保持相等元素之間的相對位置在排序前後保持一致。

用於全排序的函 數有：

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採用的堆排序（heapsort），它在任何情況下的複雜度都是n*log(n)。

局部排序其實是為了減少不必要的操作而提供的排序方式。

其函數原型為：

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個學生，我想知道分數最低的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個學生，我想知道分數排在倒數第4名的學生。

nth_element(vect.begin(), vect.begin()+3, vect.end(),less<student>());

 

6. partition 和stable_partition

partition就是把一個區間中的元素按照某個條件分成兩類，並沒有排序。

其函數原型為：

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個學生，計算所有沒有及格（低於60分）的學生：

student exam("pass", 60);

stable_partition(vect.begin(), vect.end(), bind2nd(less<student>(), exam));

 

7. 效率由高到低（耗時由小變大）：

partion

stable_partition

nth_element

partial_sort

sort

stable_sort

 

8. Effective STL對如何選擇排序函數總結的很好：

8.1 若需對vector, string, deque, 或array容器進行全排序，你可選擇sort或stable_sort；

8.2 若只需對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 若對於vector, string, deque, 或array容器，你需要找到第n個位置的元素或者你需要得到top n且不關係top n中的內部 順序，nth_element是最 理想的；

8.4 若你需要從標準序列容器或者array中把滿足某個條件 或者不滿足某個條件的元素分開，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演算法，你可以使用list::sort代替sort和stable_sort排 序。