std::sort

在标头 `<algorithm>` 定义
template< class RandomIt > void sort( RandomIt first, RandomIt last );	(1)	(C++20 起为 `constexpr`)
template< class ExecutionPolicy, class RandomIt > void sort( ExecutionPolicy&& policy, RandomIt first, RandomIt last );	(2)	(C++17 起)
template< class RandomIt, class Compare > void sort( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );	(3)	(C++20 起为 `constexpr`)
template< class ExecutionPolicy, class RandomIt, class Compare > void sort( ExecutionPolicy&& policy, RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );	(4)	(C++17 起)

以非降序排序范围 [first, last) 中的元素。不保证维持相等元素的顺序。

1) 按 operator< (C++20 前)std::less{} (C++20 起) 进行排序。

3) 按 comp 进行排序。

2,4) 同 (1,3)，但按照 policy 执行。

这些重载只有在

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 前)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 起)

是 true 时时才会参与重载决议。

如果满足以下任意条件，那么行为未定义：

*first 的类型不可交换 (Swappable) 。	(C++11 前)
`RandomIt` 不可交换值 (ValueSwappable) 。 first 的类型不可移动构造 (MoveConstructible) 。 first 的类型不可移动赋值 (MoveAssignable) 。	(C++11 起)

参数

first, last	-	要排序的元素范围
policy	-	所用的执行策略。细节见执行策略。
comp	-	比较函数对象（即满足比较 (Compare) 概念的对象），在第一参数小于（即先序于）第二参数时返回 true。比较函数的签名应等价于如下： bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b); 虽然签名不必有 `const&`，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须接受（可为 const 的）类型 `Type1` 与 `Type2` 的值，无关乎值类别（从而不允许 `Type1&` ，也不允许 `Type1`，除非 `Type1` 的移动等价于复制 (C++11 起)）。类型 Type1 与 Type2 必须使得 RandomIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。
类型要求
- `RandomIt` 必须满足老式随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 。
- `Compare` 必须满足比较 (Compare) 。

复杂度

给定 $\scriptsize N$ $N$ 为 last - first：

1,2) 应用

O(N\cdotlog(N))

次 operator< (C++20 前)std::less{} (C++20 起) 进行比较。

3,4) 应用

O(N\cdotlog(N))

次比较函数 comp。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
如果算法无法分配内存，那么抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

参阅 libstdc++ 与 libc++ 中的实现。

注解

LWG713 前，复杂度要求仅允许 sort() 快速排序实现，这在最坏情况可能要求 $\scriptsize O(N^2)$ $O(N 2)$ 次比较。

内省排序能以 $\scriptsize O(N \cdot \log(N))$ $O(N\cdotlog(N))$ 次比较处理所有情况而无需在平均情况产生额外开销，从而常被用于实现 sort()。

libc++ 在 LLVM 14 之前未实现更正的时间复杂度要求。

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <array>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <string_view>
 
int main()
{
    std::array<int, 10> s = {5, 7, 4, 2, 8, 6, 1, 9, 0, 3}; 
 
    auto print = [&s](std::string_view const rem)
    {
        for (auto a : s)
            std::cout << a << ' ';
        std::cout << "：" << rem << '\n';
    };
 
    std::sort(s.begin(), s.end());
    print("用默认的 operator< 排序");
 
    std::sort(s.begin(), s.end(), std::greater<int>());
    print("用标准库比较函数对象排序");
 
    struct
    {
        bool operator()(int a, int b) const { return a < b; }
    }
    customLess;
 
    std::sort(s.begin(), s.end(), customLess);
    print("用自定义函数对象排序");
 
    std::sort(s.begin(), s.end(), [](int a, int b)
                                  {
                                      return a > b;
                                  });
    print("用 lambda 表达式排序");
}

输出：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ：用默认的 operator< 排序
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ：用标准库比较函数对象排序
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ：用自定义函数对象排序
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ：用 lambda 表达式排序

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 713	C++98	$\scriptsize O(N \cdot \log(N))$ $O(N\cdotlog(N))$ 时间复杂度仅对平均情况要求	对最坏情况要求

参阅

partial_sort	排序一个范围的前 N 个元素 (函数模板)
stable_sort	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)
ranges::sort (C++20)	将范围按升序排序 (niebloid)

编译器支持
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输入/输出库
文件系统库 (C++17)
正则表达式库 (C++11)
并发支持库 (C++11)
技术规范
符号索引
外部库

std::sort

参数

复杂度

异常

可能的实现

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