STL排序算法详解：快速排序与归并排序

"STL中的排序算法详解，包括各种排序函数的功能、比较函数的使用以及全排序的实现方式。" 在C++的STL（Standard Template Library，标准模板库）中，排序算法是一组非常重要的工具，它们可以帮助我们高效地对容器中的元素进行排序。以下是对STL中几种主要排序算法的详细解析： 1. `sort` 函数：这是最基础的排序函数，用于对给定的元素区间进行升序排序。它的内部实现通常是快速排序与插入排序的混合，平均时间复杂度为O(n log n)。例如： ```cpp sort(vect.begin(), vect.end()); ``` 这行代码将按照默认的升序对vector `vect` 进行排序。 2. `stable_sort`：与`sort`不同，`stable_sort`保证相等元素的相对顺序在排序后不变，即它是一个稳定的排序算法。它通常使用归并排序实现，但当内存充足时，可能会采用更优的算法。时间复杂度同样是O(n log n)，但在最坏情况下是O(n log n) * log(n)。 3. `partial_sort`：这个函数只对区间的一部分元素进行排序，使得这部分元素成为排序后的前k个元素。这对于处理大数据集时非常有用，因为它减少了排序的开销。例如： ```cpp partial_sort(vect.begin(), vect.begin() + k, vect.end()); ``` 4. `partial_sort_copy`：它首先复制给定区间，然后对复制的区间进行部分排序。这在需要保留原始数据结构时非常有用。 5. `nth_element`：此函数找出并定位序列中第n个元素，使得该元素在排序后的位置正确。这个函数通常用于快速找到“中位数”。 6. `is_sorted`：这个函数检查一个给定的区间是否已经按照升序排序。如果是，则返回true，否则返回false。 7. `partition` 和 `stable_partition`：这两个函数用于将区间内的元素分成两部分，一部分满足特定条件，另一部分不满足。`partition`可能改变相等元素的相对顺序，而`stable_partition`则不会。 在使用这些排序函数时，有时我们需要自定义比较函数。例如，如果排序的对象是自定义类型，我们可以重载`<`运算符或提供一个比较函数对象。比较函数可以是如`less<int>()`、`greater<int>()`这样的仿函数，也可以是自定义的函数对象或Lambda表达式，以满足特定的排序需求。 对于自定义类型，我们可以通过以下两种方式提供比较函数： 1. 自定义比较函数：例如，`bool compare(MyType a, MyType b)`，然后将其作为第三个参数传递给排序函数。 2. 重载`<`运算符：在自定义类型中，重载`<`使得可以直接使用`sort`等函数。 STL提供的排序算法为开发者提供了强大的排序工具，可以根据具体需求选择适合的函数，并通过比较函数定制排序规则，以适应各种复杂场景。在实际编程中，合理选用这些排序函数，能有效提高代码的效率和可读性。