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std::ranges::stable_sort

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stable_sort
       
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集合操作(在已排序范围内)
堆操作
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(C++23)            
对未初始化存储的操作
返回值类型
 
定义在头文件 <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) (自 C++20 起)
(自 C++26 起为 constexpr)
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) (自 C++20 起)
(自 C++26 起为 constexpr)

按非降序对范围 [firstlast) 中的元素进行排序。等效元素的顺序是 *稳定的*,即保证会被保留。

序列相对于比较器 comp 是排序的,如果对于指向序列的任何迭代器 it 和任何非负整数 n,使得 it + n 是一个有效的迭代器,指向序列的一个元素,std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it) 计算结果为 false.

1) 使用给定的二元比较函数 comp 比较元素。
2)(1) 相同,但使用 r 作为范围,就好像使用 ranges::begin(r) 作为 firstranges::end(r) 作为 last.

此页面上描述的函数式实体是 *niebloids*,即

实际上,它们可能被实现为函数对象,或者使用特殊的编译器扩展。

内容

[编辑] 参数

first, last - 迭代器-哨兵,定义要排序的范围
r - 要排序的范围
comp - 要应用于投影元素的比较
proj - 要应用于元素的投影

[编辑] 返回值

等于 last 的迭代器。

[编辑] 复杂度

N·log(N) 个比较,如果存在额外的内存;其中 Nranges::distance(first, last)N·log²(N) 个比较,否则。两种情况下,投影次数是比较次数的两倍。

[编辑] 备注

特性测试 Std 特性
__cpp_lib_constexpr_algorithms 202306L (C++26) constexpr 稳定排序

[编辑] 可能的实现

此实现仅展示了在没有额外内存可用时使用的较慢的算法。另请参阅 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>
    constexpr //< since C++26
    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>
    constexpr //< since C++26
    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 {};

[编辑] 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};
 
    // sort using the default operator<
    std::ranges::stable_sort(s);
    print(s);
 
    // sort using a standard library compare function object
    std::ranges::stable_sort(s, std::ranges::greater());
    print(s);
 
    // sort using a custom function object
    struct
    {
        bool operator()(int a, int b) const
        {
            return a < b;
        }
    } customLess;
    std::ranges::stable_sort(s.begin(), s.end(), customLess);
    print(s);
 
    // sort using a lambda expression
    std::ranges::stable_sort(s, [](int a, int b) { return a > b; });
    print(s);
 
    // sort with projection
    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

[编辑] 参见

将范围排序为升序
(niebloid)[编辑]
对范围的前 N 个元素进行排序
(niebloid)[编辑]
将元素划分为两组,同时保留它们之间的相对顺序
(niebloid)[编辑]
对元素范围进行排序,同时保留相等元素之间的顺序
(函数模板) [编辑]