C++ sort() 与 stable_sort() 使用指北-优快云博客

在 C++ 标准库中，std::sort() 和 std::stable_sort() 都用于对容器中的元素进行排序，但二者最根本的区别在于稳定性。

1、排序的稳定性是个什么玩意

如果两个元素相等（比较结果为等价），排序后它们的相对顺序与原序列中保持一致。

2、到底谁更稳定

std::sort() 是不稳定的排序算法，意味着相等元素的相对顺序在排序后可能被改变。
std::stable_sort() 是稳定排序，保证相等元素的原始输入顺序在排序后保持不变。

3、它们内部的实现方式

std::sort() 通常采用Introsort（内省排序），结合快速排序、堆排序和插入排序，平均性能极佳。
std::stable_sort() 多基于归并排序（Merge Sort），因其天然具备稳定性，适合分治策略下的有序合并。
尽管 stable_sort() 提供了稳定性保障，但其代价是更高的内存消耗和潜在的性能下降（尤其在大数据集上）。对于金融系统、考试排名、事件日志等场景，稳定性是硬性需求，应无条件选用 stable_sort()。

4、小结

std::sort：更快、更省内存，但不保证稳定性。
std::stable_sort：稍慢、更耗内存，但保证稳定性。
一句话：性能优先用 sort，顺序敏感用 stable_sort。
备注：对于频繁排序的小型容器，可考虑使用 std::list::sort()

5、示例代码

#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm>//sort

using std::vector;
using std::list;
using std::string;

struct Student
{
    string name;
    double score;
    Student(const string &n, double s) : name(n), score(s) {}
    // 重载 operator< 以按score升序排序(list::sort)
    bool operator<(const Student& other) const {
        return score < other.score;
    }
};

bool CompareByScore(const Student& a, const Student& b) {
    return a.score > b.score; // 降序
}
//
bool CompareStudent(const Student& a, const Student& b) {
    if (a.score != b.score){
        return a.score < b.score;
    }
    return a.name < b.name; // 成绩相同时按名字升序
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::vector<Student> studentArray = {
        {"Candy", 91.0},
        {"Body", 91.0},
        {"Andy", 91.0},
        {"Lucy", 91.0},
        {"Lily", 90.5},
        {"Luck", 92.5},
        {"Kandy", 95.0},
    };

    do{
        std::cout << "v1: std::sort" << std::endl;
        auto v1 = studentArray;
        std::sort(v1.begin(), v1.end(), [](const Student &a, const Student &b){
            return a.score > b.score;//降序
        });
        for (const auto& s : v1) {
            std::cout << s.name << ": " << s.score << "\n";
        }
    }while(false);


    do{
        // 使用 stable_sort 保证同分学生顺序不变
        std::cout << "\nv2: std::stable_sort" << std::endl;
        auto v2 = studentArray;
        std::stable_sort(v2.begin(), v2.end(), CompareByScore);
        for (const auto& s : v2) {
            std::cout << s.name << ": " << s.score << "\n";
        }
    }while(false);


    do{
        // 对于频繁排序的小型容器，可考虑使用 std::list::sort()（稳定且链表友好）
        std::list<Student> studentList;
        for (const auto& s : studentArray){
            studentList.push_back(s);
        }

        // 使用 std::list::sort() 进行排序
        std::cout << "\nlist1: sort" << std::endl;
        auto list1 = studentList;
        list1.sort();                 // 使用 operator<
        for (const auto& s : list1) {
            std::cout << s.name << ": " << s.score << "\n";
        }

        //使用自定义比较函数
        std::cout << "\nlist2: CompareStudent" << std::endl;
        auto list2 = studentList;
        list2.sort(CompareStudent);
        for (const auto& s : list2) {
            std::cout << s.name << ": " << s.score << "\n";
        }
    }while(false);

    return 0;
}