为什么仅当我的容器包含32个以上元素时,std :: sort才会调用swap?


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您好,我有一个简单的问题:

class A 
{
public:
    A(int);
    A(const A&);
    A& operator=(const A&);
    ~A();
private:
    int* ptr_;

    friend bool operator<(const A&, const A&);
    friend void swap(A&, A&);
};

A::A(int x) : 
    ptr_(new int(x))
{}

A::A(const A& rhs) :
    ptr_(rhs.ptr_ ? new int(*rhs.ptr_) : nullptr)
{}

A& A::operator = (const A & rhs)
{
    int* tmp = rhs.ptr_ ? new int(*rhs.ptr_) : nullptr;
    delete ptr_;
    ptr_ = tmp;

    return *this;
}

A::~A()
{
    delete ptr_;
}

bool operator<(const A& lhs, const A& rhs)
{
    cout << "operator<(const A&, const A&)" << endl;
    return *lhs.ptr_ < *rhs.ptr_;
}

void swap(A& lhs, A& rhs)
{
    cout << "swap(A&, A&)" << endl;
    using std::swap;
    swap(lhs.ptr_, rhs.ptr_);
}

int main()
{

    std::vector<A> v{ 33,32,31,30,29,28,27,26,25,24,23,22, 21,20,19,18,17,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5, 4,3,2,1 };
    std::sort(v.begin(), v.end());

}

有超过32个元素,排序调用swap。如果元素少于或等于32个,则这些元素仍会排序,但swap不会被调用。

  • 我在x64上使用MSVC ++ 2019。
  • 什么时候swap叫,什么时候不叫,为什么?谢谢!
  • swap在复制分配中,我并没有使用它只是为了区分从复制分配运算符对它的调用。

6
std::sort如果元素数为32以下,则诉诸于插入排序,否则使用快速排序。
EVG

@Evg是针对此特定上下文的要求还是解释?
弗朗索瓦·安德列

2
@FrançoisAndrieux,这是Microsoft标准库的实现细节。我的猜测是这是OP观察到的行为的原因。我目前正在研究源代码以获取更多详细信息。
EVG

1
来源的相关部分是:while (_ISORT_MAX < (_Count = _Last - _First) && 0 < _Ideal)此处_ISORT_MAX的值为32。<algorithm>使用VS 16.5.0的第3447 行
ChrisMM

在任何语言的任何现代标准库中都没有使用真正的quicksort。所有元素都使用修改后的混合版本,仅当元素数量足够大时才是快速排序。例如,Java和Python使用Timsort,而.NET框架和GCC的C ++库使用Introsort。libstdc ++和libc ++还将插入排序用于短序列。请参阅在不同的STL实现中的C ++ 11 std :: sort使用什么算法?
phuclv

Answers:


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微软std::sort的实现看起来是这样的:

const int ISORT_MAX = 32;  // maximum size for insertion sort

template<class RanIt, class Diff, class Pr>
void Sort(RanIt First, RanIt Last, Diff Ideal, Pr Pred)
{
    Diff Count;
    for (; ISORT_MAX < (Count = Last - First) && 0 < Ideal; )
    {   // divide and conquer by quicksort
        pair<RanIt, RanIt> Mid = Unguarded_partition(First, Last, Pred);

        // ...
    }

    if (ISORT_MAX < Count)
    {   // heap sort if too many divisions
        Make_heap(First, Last, Pred);
        Sort_heap(First, Last, Pred);
    }
    else if (1 < Count)
        Insertion_sort(First, Last, Pred);  // small
}

当要排序的范围不超过32个元素时,Sort使用插入排序。插入排序swap在其实现中不使用。否则,将使用分治法快速排序。在实现中,它调用iter_swap(inside Unguarded_partition),后者依次调用swap

template<class FwdIt1, class FwdIt2>
void iter_swap(FwdIt1 Left, FwdIt2 Right)
{   // swap *Left and *Right
    swap(*Left, *Right);
}

所有这些都是实现细节。从一个标准库实现到另一个标准库实现,它们都有所不同。


1
libcxx对类型小于6或30的长度的序列使用插入排序。libstd ++对16个或更少元素的序列执行此操作。C ++ 11 std :: sort在不同的STL实现中使用什么算法?
phuclv
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