《STL源码剖析》Sort排序分析

整体而言： sort算法在数据量大时采用Quick　Sort（快速排序），一旦分段后的数据量小于某个门槛，为避免Quick Sort的递归调用带来过大的额外负担，就改用Insertion Sort（插入排序），如果递归层次过深，还会改用Heap Sort（堆排序），先分别简单介绍Quick Sort

Insertion Sort插入排序

Insertion sort以双层循环的形式进行，外循环便利整个序列，每次迭代决定出一个自区间，内循环遍历自区间，将自区间内的没一个“逆转对”倒转过来。所谓“逆转对”是指任何两个迭代器i，j，i

template<class RandomAccessIterator>
void __insertion_sort(RandomAccessIterator first,RandomAccessIterator last){
    if(first==last) return;
    for(RandomAccessIterator i=first+1;i!=last;++i)//外循环
        __linear_insert(first,i,value_type(first));
        //以上[first,i)形成一个子区间
}

template <class RandomAccessIterator,class T>
inline void__linear_insert(RandomAccessIterator first,Random AccessIterator last,T*){
    T value=*last;//记录尾元素
    if(value<*first){
    copy_backward(first,last,last+1);//将整个区间拷贝
    *first=value;
    }
    else//尾不小于头
    __unguarded_linear_insert(last,value);
}

template<class RandomAccessIterator,class T>
void __unguarded_linear_insert(RandomAccessIterator first,Random AccessIterator last,T value){
    RandomAccessIterator next=last;
    --next;
    //insertion sort的内循环
    //注意，一旦不再出现逆转对，循环就可以结束了
    while(value<*next){//逆转对存在
    *last==*next;
    last=nex;
    --next;
    }
    *last=value;
}

Quick Sort快速排序

Quick Sort是目前已知的最快的排序法，平均复杂度为O(NlogN),最坏情况下将达O(N²)。不过IntroSort（非常类似于median-of-three QuickSort的一种排序算法）可将最坏情况推进到O（NlogN）。早期的STLsort算法都采用QuickSort，SGI STL已经改用IntroSort。
median-of-three（三点之中值）：任意一个元素都可以被送来当枢轴（pivot），但其合适与否将影响QuickSort的效率，为了避免“元素当初输入时不够随机”所带来的恶化效应，最理想的最稳当的方法就是取整个序列的头、尾、中央三个位置的元素，以其中值作为枢轴，这种做法成为median-of-three partitioning，或成为median-of-QuickSort，为了能够快速取出中央位置的元素，显然迭代器必须能够快速取出中央位置的元素，显然迭代器必须能够随机读取，亦即是个RandomAccessIterators。

final insertion sort

sort采用的优化方案，即前面的所有排序步骤都采用QuickSOrt，只有最后一次采用insertionSort，因为insertionSort在面对“几近排序”的序列时，能拥有很好的表现。

Inrtosort（Introspective sorting，内省式排序）

其行为在大部分情况下几乎与median-of-three Quick Sort完全相同（当然也就一样快，但是当分割行为有恶化为二次行为的倾向时，能够自我检测，转而改用Heap Sort，使得效率维持在HeapSort的O（NlogN），又比一开始就用HeapSort来得好。

来源：https://www.cnblogs.com/lizhenghao126/p/11053749.html