std::ranges::stable_sort

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修改序列的操作
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排序操作
ranges::stable_sort
二分搜索操作
集合操作(在已排序范围上)
堆操作
最小/最大操作
排列
未初始化存储上的操作
返回类型
 
定义于头文件 <algorithm>
调用签名
template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,

          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
requires std::sortable<I, Comp, Proj>

I stable_sort( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(1) (C++20 起)
template< ranges::random_access_range R, class Comp = ranges::less,

          class Proj = std::identity >
requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
ranges::borrowed_iterator_t<R>

stable_sort( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(2) (C++20 起)

以非降序排序范围 [first, last) 中的元素。等价元素的顺序是稳定的,即保证得到保持。

称序列为按照比较器 comp 与投影 proj 已排序,若对应任何指向序列的迭代器 it 与任何使得 it + n 为指向序列元素的合法迭代器的非负整数 nstd::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it))) 求值为 false

1) 用给定的二元比较函数 comp 比较元素。
2)(1) ,但以 r 为范围,如同以 ranges::begin(r)first 并以 ranges::end(r)last

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid ,即:

实际上,它们能以函数对象,或以某些特殊编译器扩展实现。

参数

first, last - 定义待排序范围的迭代器-哨位对
r - 待排序范围
comp - 应用到投影后元素的比较器
proj - 应用到元素的投影

返回值

等于 last 的迭代器。

复杂度

若额外内存可用则比较 N·log(N) 次;其中 Nranges::distance(first, last) 。否则比较 N·log²(N) 次。两种情况下都进行二倍数量的投影。

可能的实现

此实现仅展示无额外内存可用时使用的较慢的算法。参阅 MSVC STLlibstdc++ 中的实现。

struct stable_sort_fn {
    template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
              class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
    requires std::sortable<I, Comp, Proj>
    I operator()( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} ) const {
        auto count   = ranges::distance(first, last);
        auto mid     = first + count / 2;
        auto last_it = first + count;
 
        if (count <= 1)
            return last_it;
 
        (*this)(first, mid, std::ref(comp), std::ref(proj));
        (*this)(mid, last_it, std::ref(comp), std::ref(proj));
 
        ranges::inplace_merge(first, mid, last_it);
 
        return last_it;
    }
 
    template< ranges::random_access_range R, class Comp = ranges::less,
              class Proj = std::identity >
    requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
    ranges::borrowed_iterator_t<R>
    operator()( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} ) const {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(comp), std::move(proj));
    }
};
 
inline constexpr stable_sort_fn stable_sort{};

示例

#include <algorithm>
#include <array>
#include <functional>
#include <iomanip>
#include <iostream>
 
void print(auto const& seq) {
    for (auto const& elem : seq)
        std::cout << elem << ' ';
    std::cout << '\n';
}
 
struct Particle {
    std::string name; double mass; // MeV
    friend std::ostream& operator<< (std::ostream& os, Particle const& p) {
        return os << "\n" << std::left << std::setw(8) << p.name << " : " << p.mass;
    }
};
 
int main()
{
    std::array s {5, 7, 4, 2, 8, 6, 1, 9, 0, 3};
 
    // 以默认的 operator< 排序
    std::ranges::stable_sort(s);
    print(s);
 
    // 以标准库比较函数对象排序
    std::ranges::stable_sort(s, std::ranges::greater());
    print(s);
 
    // 以定制函数对象排序
    struct {
        bool operator()(int a, int b) const {
            return a < b;
        }
    } customLess;
    std::ranges::stable_sort(s.begin(), s.end(), customLess);
    print(s);
 
    // 以 lambda 表达式排序
    std::ranges::stable_sort(s, [](int a, int b) {
        return a > b;
    });
    print(s);
 
    // 以投影排序
    Particle particles[] {
        {"Electron", 0.511}, {"Muon", 105.66}, {"Tau", 1776.86},
        {"Positron", 0.511}, {"Proton", 938.27}, {"Neutron", 939.57},
    };
    print(particles);
    std::ranges::stable_sort(particles, {}, &Particle::name); //< sort by name
    print(particles);
    std::ranges::stable_sort(particles, {}, &Particle::mass); //< sort by mass
    print(particles);
}

输出:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
 
Electron : 0.511
Muon     : 105.66
Tau      : 1776.86
Positron : 0.511
Proton   : 938.27
Neutron  : 939.57
 
Electron : 0.511
Muon     : 105.66
Neutron  : 939.57
Positron : 0.511
Proton   : 938.27
Tau      : 1776.86
 
Electron : 0.511
Positron : 0.511
Muon     : 105.66
Proton   : 938.27
Neutron  : 939.57
Tau      : 1776.86

参阅

将范围按升序排序
(niebloid)
排序一个范围的前 N 个元素
(niebloid)
将元素分成二组,同时保持其相对顺序
(niebloid)
将范围内的元素排序,同时保持相等的元素之间的顺序
(函数模板)