STL学习笔记（排序算法）

STL提供了好几种算法对区间内的元素排序。出来完全排序外，还支持局部排序。

对所有元素排序

void

sort(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end)

void

sort(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIteratro end,

BinaryPredicate op)

void

stable_sort(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end)

void

stable_sort(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end,

BinaryPredicate op)

1.sort()和stable_sort()的上述第一形式，使用operator<对区间[beg,end)内的所有元素进行排序

2.sort()和stable_sort()的上述第二形式，使用判断式op(elem1,elem2)作为排序准则，对区间[beg,end)内的所有元素进行排序

3.sort()和stable_sort()的区别是，后者保证相等元素的原本相对次序在排序后保持不变。

下面这个例子示范sort()的用法

 #include "algostuff.hpp"
 using namespace std;

 int main()
 {
     deque<int> coll;
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     PRINT_ELEMENTS(coll,"on entry: ");
     sort(coll.begin(),coll.end());
     PRINT_ELEMENTS(coll,"sorted: ");
     sort(coll.begin(),coll.end(),greater<int>());
     PRINT_ELEMENTS(coll,"sorted >:");
 }

以下程序示范sort()和stable_sort()两者间的区别

 #include "algostuff.hpp"
 using namespace std;

 bool lessLength(const string& s1,const string& s2)
 {
     return s1.length() < s2.length();
 }

 int main()
 {
     vector<string> coll1;
     vector<string> coll2;
     coll1.push_back("1xxx");
     coll1.push_back("2x");
     coll1.push_back("3x");
     coll1.push_back("4x");
     coll1.push_back("5xx");
     coll1.push_back("6xxxx");
     coll1.push_back("7xx");
     coll1.push_back("8xxx");
     coll1.push_back("9xx");
     coll1.push_back("10xxx");
     coll1.push_back("");
     coll1.push_back("");
     coll1.push_back("");
     coll1.push_back("14xx");
     coll1.push_back("");
     coll1.push_back("");
     coll1.push_back("");
     coll2=coll1;
     PRINT_ELEMENTS(coll1,"on entry:\n");
     sort(coll1.begin(),coll1.end(),lessLength);
     stable_sort(coll2.begin(),coll2.end(),lessLength);
     PRINT_ELEMENTS(coll1,"\nwith sort():\n");
     PRINT_ELEMENTS(coll2,"\nwith stable_sort():\n");
 }

局部排序

void

partial_sort(RandomAccessIterator beg,

RandomAccessIterator sortEnd,

RandomAccessIterator end)

void

partial_sort(RandomAccessIterator beg,

RandomAccessIterator sortEnd,

RandomAccessIterator end,

BinaryPredicate op)

1.以上第一形式，以operator<对区间[beg,end)内的元素进行排序，是区间[beg,end)内的元素处于有序状态。

2.以上第二形式，运用二元判断式: op(elem1,elem2)进行局部排序。

以下程序示范partial_sort()的用法

 #include "algostuff.hpp"
 using namespace std;

 int main()
 {
     deque<int> coll;
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     PRINT_ELEMENTS(coll);
     partial_sort(coll.begin(),coll.begin()+,coll.end());
     PRINT_ELEMENTS(coll);
     partial_sort(coll.begin(),coll.begin()+,coll.end(),greater<int>());
     PRINT_ELEMENTS(coll);
     partial_sort(coll.begin(),coll.end(),coll.end());
     PRINT_ELEMENTS(coll);
 }

RandomAccessIterator

partital_sort_copy(InputIterator sourceBeg,

InputIterator sourceEnd,

RandomAccessIterator destBeg,

RandomAccessIterator destEnd)

RandomAccessIterator

partial_sort_copy(InputIterator sourceBeg,

InputIterator sourceEnd,

RandomAccessIterator destBeg,

RandomAccessIterator destEnd,

BinaryPredicate op)

1.两者都是copy()和partial_sort()的组合

2.它们将元素从源区间[sourceBeg,sourceEnd)复制到目标区间[destBeg,destEnd)，同时进行排序

3.被排序(被复制)的元素数量是源区间和目标区间两者所含元素数量的较少值

以下程序示范partial_sort_copy()的用法

 #include <iterator>
 #include "algostuff.hpp"
 using namespace std;

 int main()
 {
     deque<int> coll1;
     vector<int> coll6();
     vector<int> coll30();
     INSERT_ELEMENTS(coll1,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll1,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll1,,);
     PRINT_ELEMENTS(coll1);
     vector<int>::iterator pos6;
     pos6=partial_sort_copy(coll1.begin(),coll1.end(),coll6.begin(),coll6.end());
     copy(coll6.begin(),pos6,ostream_iterator<int>(cout," "));
     cout<<endl;
     vector<int>::iterator pos30;
     pos30=partial_sort_copy(coll1.begin(),coll1.end(),coll30.begin(),coll30.end(),greater<int>());
     copy(coll30.begin(),pos30,ostream_iterator<int>(cout," "));
     cout<<endl;
 }

根据第n个元素排序

void

nth_element(RandomAccessIterator beg,

RandomAccessIterator nth,

RandomAccessIterator end)

void

nth_element(RandomAccessIterator beg,

RandomAccessIterator nth,

RaddomAccessIterator end,

BinaryPredicate op)

1.两种形式都对区间[beg,end)内的元素进行排序，使第n个位置上的元素就位。也就是说：

所有在位置n之前的元素都小于等于它，所有在位置n之后的元素都大于等于它。

以下程序示范nth_element()的用法

 #include "algostuff.hpp"
 #include <iterator>
 using namespace std;

 int main()
 {
     deque<int> coll;
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     PRINT_ELEMENTS(coll);
     nth_element(coll.begin(),coll.begin()+,coll.end());
     cout<<"the four lowest elements are: ";
     copy(coll.begin(),coll.begin()+,ostream_iterator<int>(cout," "));
     cout<<endl;
 }

Heap算法

就排序而言，heap是一种特别的元素组织方式，应用于heap排序法(heapsort)。

heap可被视为一个以序列式群集视作而成的二叉树，具有两大性质：

1.第一个元素总是最大

2.总是能够在对数时间内增加或移除一个元素

关于heapsort，可以查看之前的博客：http://www.cnblogs.com/runnyu/p/4677170.html

为了处理heap，STL提供四种算法

1.make_heap()    将某区间内的元素转化成heap

2.push_heap()     对着heap增加一个元素

3.pop_heap()       对着heap取出下一个元素

4.sort_heap()       将heap转化为一个已序群集(此后它就不再是heap了)

heap算法细节

void

make_heap(RandomAccessIterator beg,

RandomAccessIterator end)

void

make_heap(RandomAccessIterator beg,

RandomAccessIterator end,

BinaryPredicate op)

两种形式都将区间[beg,end)内的元素转化为heap

void

push_heap(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end)

void

push_heap(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end,

BinaryPredicate op)

两种形式都将end之前的最后一个元素加入原本就是heap的[beg,end-1)区间内，是区间[beg,end)成为一个heap

void

pop_heap(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end)

void

pop_heap(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end,

BinaryPredicate op)

以上两种形式都将heap[beg,end)内的最高元素，也就是第一元素，移到最后位置，并将剩余区间[beg,end-1)内的元素组织起来成为一个新的heap

void

sort_heap(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end)

void

sort_heap(RandomAccessIterator beg,RandomAccessIterator end,

BinaryPredicate op)

两种形式都可以将heap[beg,end)转换为一个已序序列

以下程序示范如何使用各种heap算法

 #include "algostuff.hpp"
 using namespace std;

 int main()
 {
     vector<int> coll;
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     INSERT_ELEMENTS(coll,,);
     PRINT_ELEMENTS(coll,"on entry: ");
     make_heap(coll.begin(),coll.end());
     PRINT_ELEMENTS(coll,"after make_heap(): ");
     coll.push_back();
     push_heap(coll.begin(),coll.end());
     PRINT_ELEMENTS(coll,"after push_heap()");
     sort_heap(coll.begin(),coll.end());
     PRINT_ELEMENTS(coll,"after sort_heap(): ");
 }