C++ STL排序算法的深度探索：从基础实现到高级优化_c++ stl 用的是那种排序-优快云博客

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探索STL排序：从基础到高级

在C++编程中，STL（Standard Template Library，标准模板库）是一个强大的工具集，它提供了丰富的数据结构和算法，极大地简化了编程工作。今天，我们将深入探讨STL中的排序功能，从基础的sort函数到一些高级用法，以及如何结合其他STL算法实现更复杂的数据处理。

1. STL排序的基础：`sort`函数

STL中最常用的排序函数是std::sort。它基于快速排序算法，具有较高的效率（平均时间复杂度为O(n log n)）。sort函数的基本用法非常简单，只需要传入容器的起始和结束迭代器即可。

示例：基本排序

cpp复制

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // 包含sort函数

int main() {
    std::vector<int> v = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    std::sort(v.begin(), v.end()); // 默认升序排序

    for (int num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出：

1 2 5 5 6 9

自定义排序规则

std::sort还支持自定义排序规则。通过传入一个比较函数或比较器（如std::greater），可以实现降序或其他复杂排序。

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // 包含sort函数

int main() {
    std::vector<int> v = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    std::sort(v.begin(), v.end(), std::greater<int>()); // 降序排序

    for (int num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出：

9 6 5 5 2 1

2. STL中的其他排序相关功能

除了std::sort，STL还提供了其他与排序相关的功能，如std::stable_sort、std::partial_sort和std::nth_element。

`std::stable_sort`

std::stable_sort与std::sort类似，但它保证了相等元素的相对顺序不变。这在某些场景下非常重要，例如当排序的元素是结构体时。

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

struct Person {
    std::string name;
    int age;
};

bool compareAge(const Person& a, const Person& b) {
    return a.age < b.age;
}

int main() {
    std::vector<Person> people = {
        {"Alice", 30},
        {"Bob", 25},
        {"Charlie", 30}
    };

    std::stable_sort(people.begin(), people.end(), compareAge);

    for (const auto& person : people) {
        std::cout << person.name << " " << person.age << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：

复制

Bob 25
Alice 30
Charlie 30

`std::partial_sort`和`std::nth_element`

如果你只需要获取前k个最小（或最大）的元素，std::partial_sort和std::nth_element可以提供更高效的解决方案。

std::partial_sort会将前k个最小的元素排序，但不保证剩余部分的顺序。
std::nth_element则保证第k个位置的元素是正确排序的，但不保证其他部分的顺序。

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> v = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    std::nth_element(v.begin(), v.begin() + 3, v.end());

    for (int num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出：

2 1 5 5 6 9

3. 结合STL算法实现复杂排序

STL的强大之处在于其算法的组合性。通过结合std::sort和其他算法，可以实现更复杂的数据处理。

示例：排序后反转

cpp复制

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> v = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    std::sort(v.begin(), v.end());
    std::reverse(v.begin(), v.end()); // 反转排序后的结果

    for (int num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出：

9 6 5 5 2 1

示例：合并排序

在某些场景下，我们需要合并多个已排序的容器。std::merge可以实现这一点。

cpp复制

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> v1 = {1, 3, 5, 7};
    std::vector<int> v2 = {2, 4, 6, 8};
    std::vector<int> v(v1.size() + v2.size());

    std::merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), v.begin());

    for (int num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5 6 7 8