C++常用库函数---sort排序

sort

简单介绍

sort函数包含于 <algorithm> 头文件中，是C++标准库中的函数模板，用于对指定范围内的元素进行排序。其底层实现结合了快速排序、堆排序和插入排序（内省排序），平均时间复杂度为 O(n log n)，最坏情况时间复杂度为 O(n²)，但实际场景中通过优化策略极少出现最坏情况。默认排序规则为 从小到大（升序）。

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模板用法

1. 基础用法：数组与容器

 // 数组示例（注意：索引从1开始需确保数组足够大）
 int a[1005];
 int n;
 cin >> n;
 for(int i = 1; i <= n; i++) cin >> a[i];
 sort(a + 1, a + n + 1); // 左闭右开区间：[a+1, a+n+1)
 for(int i = 1; i <= n; i++) cout << a[i] << ' ';
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 // vector示例（推荐使用容器）
 vector<int> v = {5, 3, 1, 4, 2};
 sort(v.begin(), v.end()); // 排序范围为 [begin(), end())
 // 正确输出方式（索引从0开始）
 for(int i = 0; i < v.size(); i++) cout << v[i] << ' ';
 // 或使用范围循环
 for(auto i : v) cout << i << ' ';

2. 自定义比较函数

比较函数决定元素顺序规则：

• 若返回 true，则第一个参数应排在第二个参数之前。

• 需满足严格弱序（例如，不能出现 a < b 和 b < a 同时为真）。

方式一：普通函数

 // 降序排列
 bool cmp(int x, int y) { return x > y; } // 注意分号为英文符号
 ​
 vector<int> v = {2, 8, 9, 5, 2};
 sort(v.begin(), v.end(), cmp);

方式二：Lambda表达式（匿名函数）

 vector<int> v = {2, 8, 9, 5, 2};
 sort(v.begin(), v.end(), [](int x, int y) {
     return x > y; // 降序规则
 });

3. 结构体排序示例

 struct Student {
     string name;
     int score;
 };
 ​
 // 按分数降序排列
 bool cmp_score(const Student& a, const Student& b) {
     return a.score > b.score;
 }
 ​
 int main() {
     vector<Student> students = {{"Alice", 90}, {"Bob", 85}, {"Cathy", 95}};
     sort(students.begin(), students.end(), cmp_score);
     // 输出结果：Cathy 95, Alice 90, Bob 85
 }

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注意事项

1. 迭代器有效性：确保排序范围合法，如 begin() <= end()，且不越界。

2. 稳定性：sort 是不稳定排序，若需稳定排序请使用 stable_sort。

3. 效率：对大型数据优先使用 vector 而非原生数组，避免手动管理内存。

4. 比较函数：避免在比较函数中修改元素，否则行为未定义。

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扩展知识

• 内省排序：结合快排、堆排和插入排序，避免快排的最坏情况。

• Lambda捕获：可通过 [=] 或 [&] 捕获外部变量（需谨慎使用）。

通过灵活使用 sort 和自定义规则，可高效处理各类排序需求。