STL排序算法详解:快速排序与归并排序

3 下载量 133 浏览量 更新于2024-08-30 1 收藏 61KB PDF 举报
"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。