STL原始碼分析----神奇的 list 的 sort 演算法實現

阿新 • • 發佈：2019-01-31

STL中有一個std::sort演算法，但它是不支援std::list的，因為list不提供RandomIterator的支援，但list自己提供了sort演算法，把list的元素按從小到大的方式來排序，程式碼長度到不長，但真是難以讀懂，後來扣持了一下午終於搞明白了，貼個總結上來。

list::sort的程式碼如下（sgi stl）：

template <class _Tp, class _Alloc>
void list<_Tp, _Alloc>::sort()
{
// Do nothing if the list has length 0 or 1.
if (_M_node->_M_next != _M_node && _M_node->_M_next->_M_next != _M_node) {
list<_Tp, _Alloc> __carry;
list<_Tp, _Alloc> __counter[64];
int __fill = 0;
while (!empty()) {
__carry.splice(__carry.begin(), *this, begin());
int __i = 0;
while(__i < __fill && !__counter[__i].empty()) {
__counter[__i].merge(__carry);
__carry.swap(__counter[__i++]);
}
__carry.swap(__counter[__i]);
if (__i == __fill) ++__fill;
}
for (int __i = 1; __i < __fill; ++__i)
__counter[__i].merge(__counter[__i-1]);
swap(__counter[__fill-1]);
}
}

行數的確不多，但還真麻煩，我先說一下他是怎麼實現的，但具體為什麼這麼做，我不知道。

比如我們的list裡有如下幾個需要排序的元素：21，45，1，30，52，3，58，47，22，59，0，58。

排序的時候怎麼做，我們先定義若干中轉list在上述程式碼中定義了64個元素的陣列

list<_Tp, _Alloc> __counter[64]; 其中裡邊存什麼呢？他們都是用來中轉用的

__counter[0]裡存放2(0+1)次方個元素
__counter[1]裡存放2(1+1)次方個元素
__counter[2]裡存放2(2+1)次方個元素
__counter[3]裡存放2(3+1)次方個元素，依次類推

那又是怎麼個存放方法呢？一個指導原則就是當第i個元素即__counter[i]的內容個數等於2⁽ⁱ⁺¹⁾次方時，就要把__counter[i]的資料轉移給__count[i+1]。

具體過程如下：

取出第1個數21，放到__counter[0]裡，這時__counter[0]裡有一個元素，小於2，繼續

__counter[0]: 21

__counter[1]: NULL

取出第2個數45，放到__counter[0]裡(不是簡單的放，而是排序放，類似兩個list做merge)，這時__counter[0]裡有2個元素了，需要把這兩個元素轉移到__counter[1].

__counter[0]: NULL

__counter[1]: 21,45

取出第3個數1，放到__counter[0]裡，__count[0]與__count[1]都小於規定個數

__counter[0]: 1

__counter[1]: 21,45

取出第4個數30，放到__counter[0]裡，這時__counter[0]的個數等於2了，需要轉移到__counter[1]裡

__counter[0]: NULL

__counter[1]: 1,21,30,45

但這時__counter[1]裡的個數又等於4了，所有需要把__counter[1]的值轉移到__counter[2]裡，

__counter[0]: NULL

__counter[1]: NULL

__counter[2]: 1,21,30,45

然後取出52，放入__counter[0]

__counter[0]: 52

__counter[1]: NULL

__counter[2]: 1,21,30,45

然後取出3，放入__counter[0]

__counter[0]: 3,52

__counter[1]: NULL

__counter[2]: 1,21,30,45

這時候需要轉移

__counter[0]: NULL

__counter[1]: 3,52

__counter[2]: 1,21,30,45

然後取58

__counter[0]: 58

__counter[1]: 3,52

__counter[2]: 1,21,30,45

然後取47

__counter[0]: 47,58

__counter[1]: 3,52

__counter[2]: 1,21,30,45

需要轉移

__counter[0]: NULL

__counter[1]: 3,47,52,58

__counter[2]: 1,21,30,45

還需要轉移

__counter[0]: NULL

__counter[1]: NULL

__counter[2]: 1,3,21,30,47,45,52,58

還需要轉移

__counter[0]: NULL

__counter[1]: NULL

__counter[2]: NULL