stl排序算法（stl排序函数）

## STL 排序算法### 简介STL (Standard Template Library) 提供了一系列高效的排序算法，使得在 C++ 中对各种数据结构进行排序变得简单快捷。这些算法基于不同的排序策略，适合不同规模和特点的数据集。本文将深入探讨 STL 常用的排序算法，并分析它们的优缺点。### 1. `std::sort``std::sort` 是 STL 中最常用的排序算法，它使用快速排序算法的变体来实现。快速排序是一种分治算法，它通过递归地将数据划分为两部分，并对这两部分进行排序，最终实现整个数据集的排序。

优点:

高效：对于大多数情况，`std::sort` 的平均时间复杂度为 O(n log n)，效率较高。

通用性：`std::sort` 支持多种数据类型，并可以通过自定义比较函数来排序自定义类型。

内存效率：`std::sort` 在原地排序，不需要额外的内存空间。

缺点:

最坏情况：在极端情况下，`std::sort` 的时间复杂度可能退化到 O(n^2)，例如当数据已经排序或接近排序时。

示例:

```cpp #include #include #include using namespace std;int main() {vector numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3};sort(numbers.begin(), numbers.end());for (int number : numbers) {cout << number << " ";}return 0; } ```### 2. `std::stable_sort``std::stable_sort` 也是一种基于快速排序的排序算法，但它保证了排序后的元素顺序不会改变，即相等元素的相对位置保持不变。

优点:

稳定性：`std::stable_sort` 保持相等元素的顺序不变，这在某些情况下非常重要，例如对多个属性排序时。

效率：`std::stable_sort` 的平均时间复杂度也为 O(n log n)。

缺点:

内存消耗：`std::stable_sort` 可能会比 `std::sort` 占用更多的内存空间。

示例:

```cpp #include #include #include using namespace std;struct Person {string name;int age; };bool compareByAge(const Person& a, const Person& b) {return a.age < b.age; }int main() {vector people = {{"Alice", 25},{"Bob", 30},{"Charlie", 25},{"David", 25},{"Eve", 30}};stable_sort(people.begin(), people.end(), compareByAge);for (const Person& person : people) {cout << person.name << " (" << person.age << ") ";}return 0; } ```### 3. `std::partial_sort``std::partial_sort` 是一种部分排序算法，它将数据的一部分排序，并保留剩余部分的原始顺序。

优点:

部分排序：`std::partial_sort` 只需对数据的一部分进行排序，可以提高效率。

灵活：`std::partial_sort` 可以指定排序元素的数量，并保留其余元素的原始顺序。

缺点:

不完全排序：`std::partial_sort` 只对部分数据进行排序，不适用于需要完全排序的情况。

示例:

```cpp #include #include #include using namespace std;int main() {vector numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3};partial_sort(numbers.begin(), numbers.begin() + 5, numbers.end());for (int number : numbers) {cout << number << " ";}return 0; } ```### 4. 其他排序算法除了以上常用的排序算法，STL 还提供了其他一些排序算法，例如：

`std::nth_element`：查找第 k 个元素，并将其放到正确的位置，但不保证其他元素的顺序。

`std::lower_bound` 和 `std::upper_bound`：查找有序序列中第一个大于等于或大于给定值的元素。

`std::binary_search`：判断元素是否存在于有序序列中。### 总结STL 提供了丰富的排序算法，每种算法都有其优缺点，适合不同的应用场景。选择合适的排序算法可以提高代码的效率和可读性。了解 STL 排序算法的原理和特点，可以帮助开发者更好地选择和使用这些算法。

STL 排序算法

简介STL (Standard Template Library) 提供了一系列高效的排序算法，使得在 C++ 中对各种数据结构进行排序变得简单快捷。这些算法基于不同的排序策略，适合不同规模和特点的数据集。本文将深入探讨 STL 常用的排序算法，并分析它们的优缺点。

1. `std::sort``std::sort` 是 STL 中最常用的排序算法，它使用快速排序算法的变体来实现。快速排序是一种分治算法，它通过递归地将数据划分为两部分，并对这两部分进行排序，最终实现整个数据集的排序。**优点:*** 高效：对于大多数情况，`std::sort` 的平均时间复杂度为 O(n log n)，效率较高。 * 通用性：`std::sort` 支持多种数据类型，并可以通过自定义比较函数来排序自定义类型。 * 内存效率：`std::sort` 在原地排序，不需要额外的内存空间。**缺点:*** 最坏情况：在极端情况下，`std::sort` 的时间复杂度可能退化到 O(n^2)，例如当数据已经排序或接近排序时。**示例:**```cpp

include

include

include using namespace std;int main() {vector numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3};sort(numbers.begin(), numbers.end());for (int number : numbers) {cout << number << " ";}return 0; } ```

2. `std::stable_sort``std::stable_sort` 也是一种基于快速排序的排序算法，但它保证了排序后的元素顺序不会改变，即相等元素的相对位置保持不变。**优点:*** 稳定性：`std::stable_sort` 保持相等元素的顺序不变，这在某些情况下非常重要，例如对多个属性排序时。 * 效率：`std::stable_sort` 的平均时间复杂度也为 O(n log n)。**缺点:*** 内存消耗：`std::stable_sort` 可能会比 `std::sort` 占用更多的内存空间。**示例:**```cpp

include

include

include using namespace std;struct Person {string name;int age; };bool compareByAge(const Person& a, const Person& b) {return a.age < b.age; }int main() {vector people = {{"Alice", 25},{"Bob", 30},{"Charlie", 25},{"David", 25},{"Eve", 30}};stable_sort(people.begin(), people.end(), compareByAge);for (const Person& person : people) {cout << person.name << " (" << person.age << ") ";}return 0; } ```

3. `std::partial_sort``std::partial_sort` 是一种部分排序算法，它将数据的一部分排序，并保留剩余部分的原始顺序。**优点:*** 部分排序：`std::partial_sort` 只需对数据的一部分进行排序，可以提高效率。 * 灵活：`std::partial_sort` 可以指定排序元素的数量，并保留其余元素的原始顺序。**缺点:*** 不完全排序：`std::partial_sort` 只对部分数据进行排序，不适用于需要完全排序的情况。**示例:**```cpp

include

include

include using namespace std;int main() {vector numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3};partial_sort(numbers.begin(), numbers.begin() + 5, numbers.end());for (int number : numbers) {cout << number << " ";}return 0; } ```

4. 其他排序算法除了以上常用的排序算法，STL 还提供了其他一些排序算法，例如：* `std::nth_element`：查找第 k 个元素，并将其放到正确的位置，但不保证其他元素的顺序。 * `std::lower_bound` 和 `std::upper_bound`：查找有序序列中第一个大于等于或大于给定值的元素。 * `std::binary_search`：判断元素是否存在于有序序列中。

总结STL 提供了丰富的排序算法，每种算法都有其优缺点，适合不同的应用场景。选择合适的排序算法可以提高代码的效率和可读性。了解 STL 排序算法的原理和特点，可以帮助开发者更好地选择和使用这些算法。