C++中的Can sort(）具有n^2的性能

Can sort() in C++ have a n^2 performance?

本文关键字：性能 具有 中的 Can sort C++      更新时间：2023-10-16

当试图估计程序的性能时，我总是将sort（）函数视为性能较差的n-^2函数。然而，我看到了一个维基百科页面：

排序（C++）

声明GNU C Library sort（）首先使用了一种名为Introsort的混合排序算法，然后进行插入排序。Introsort对应的页面声称该算法的性能最差。然而，由于我不熟悉这个算法，我仍然对sort（）有以下担忧：

1） GNU sort（）使用的混合算法能保证O（nlogn）性能吗？如果是，nlogn的恒定开销可以有多大？

2） 有没有其他实现会导致sort（）的性能比这更差（或者更好，这会很好）？

编辑：回复Kevin：提到的排序（）是std:：sort（）。

谢谢！

使用quicksort和introsort（这是前者的变体，通过在最坏情况下切换到heapsort来保证O(n log n)性能）来代替其他理论上更好的算法，如mergesort，是因为平均情况是相同的，常数要低得多（在常数中，您可以包括这样一个事实，即它可以在适当的位置排序，因此没有重新分配和复制）。最坏的情况是糟糕的，但可以改进。通常，假设sort的性能为O( n log n )。

如果你关心隐藏的常数，那么问题不是理论上的，而是性能问题。在尝试优化时，最好根据实际数据测量算法，分析测量结果，然后确定时间花在哪里以及是否可以改进。但这是一个与理论问题完全不同的问题。

如果您的标准库在ISO 14882之外没有任何保证，那么sort()的最坏情况似乎没有正式的约束；只列出了平均复杂度。标准中有一个脚注提到，如果你愿意，你应该使用stable_sort()或partial_sort()而不是sort()：

http://www.kuzbass.ru:8086/docs/isocpp/lib-algorithms.html#lib.alg.sorting

25.3.1.1-排序[lib.sort]

template<class RandomAccessIterator>
void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last)
template<class RandomAccessIterator, class Compare>
void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp)

  1. 效果：对范围内的元素进行排序[第一个，最后一个）。

  2. 复杂度：平均约为N log N（其中N==倒数第一）比较。*

[脚注：如果最坏情况的行为是重要的，则应使用stable_sort（）（lib.stable.sort）或partial_sort（（lib.partial.sort）。---结束脚注]

特定的库实现可能会在标准之外提供更强的保证。直接查看代码肯定会很有用。再说一遍，这取决于您希望它的可移植性。

Introsort实际上有O（n-log（n））最坏情况下的运行时间，而不是O（n^2）。另请参阅SGI STL规范：上的备注

早期版本的排序使用使用pivot的快速排序算法由三的中位数选择。快速排序具有O（N log（N））的平均复杂度，而是二次型最坏情况复杂度。然而，sort的当前实现使用introsort算法最坏情况的复杂性是O（N log（N））。Introsort与三个快速排序的中值，并且位于平均速度不如快速排序。

是的，它是quicksort的变体，对可疑的病理性quicksort输入使用heapsort。它关注递归深度，当递归深度太深时，它会使用heapsort进行排序，删除任何病理行为。这保证了N log N。N log N的恒定开销（qsort vs heapsort）不需要担心。

当元素非常少（大约16个）时，使用插入排序。

http://en.wikipedia.org/wiki/Sorting_algorithm列出了几种性能为n^2的排序算法。它有一个n！表演它还列出了几种非比较排序，它们的性能基于其他因素。

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