Question

以下两种方法之间是否存在显着差异？方式1使用sort或partial_sort，具体取决于向量的大小，而方式2始终使用partial_sort。我发现方式2更具吸引力，因为我的谓词比示例中的更复杂，所以我不想重复它。但是我想知道partial_sort是否比sort表现更差，因为它并不是用来对整个范围进行排序，这就是我倾向于使用方式1的原因。

int main()
{
  std::vector<double> vec;
  vec.push_back(1.0);
  vec.push_back(3.0);
  vec.push_back(2.0);
  vec.push_back(5.0);
  vec.push_back(4.0);
  vec.push_back(9.0);
  const size_t numBest = 3;
  const size_t numTotal= vec.size();

#if WAY1
  if (numTotal < numBest)
  {
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::not2(std::less<double>()));
  }
  else
  {
    std::partial_sort(vec.begin(), vec.begin() + numBest, vec.end(), std::not2(std::less<double>()));
    vec.resize(numBest);
  }
#elif WAY2
  {
    const size_t numMiddle = numTotal < numBest ? numTotal : numBest;
    std::partial_sort(vec.begin(), vec.begin() + numMiddle, vec.end(), std::not2(std::less<double>()));
    vec.resize(numMiddle);
  }
#endif

  // now vec contains the largest numBest results.
  return 0;
}

有些测试表明，如果必须对整个范围进行排序，则partial_sort明显更差（我的用例中的因子为4）。这表明方式1是首选。似乎partial_sort仅用于对整个范围的一小部分进行排序。我在Visual Studio 2010中测试过。

Answer 1

根据sgi doc，partial_sort使用 heapsort ，sort使用 introsort ：

partial_sort（first，last，last）具有排序整个范围[first，last]的效果，就像sort（first，last）一样。但是它们使用不同的算法：sort使用introsort算法（quicksort的变体），partial_sort使用heapsort。参见Knuth的5.2.3节（D.E.Knuth，计算机程序设计的艺术。第3卷：排序和搜索.Addison-Wesley，1975。）和J.W.J.Williams（CACM 7,347,1964）。 heapsort和introsort都具有N log（N）阶的复杂度，但是introsort通常会快2到5倍。

因此，它是正常的partial_sort比sort慢4倍。

我检查了我的VS2017库，找到了partial_sort和sort的实现。它与SGI类似。

partial_sort

template<class _RanIt,
    class _Pr> inline
void _Partial_sort_unchecked(_RanIt _First, _RanIt _Mid, _RanIt _Last,
        _Pr& _Pred)
{       // order [_First, _Last) up to _Mid, using _Pred
    if (_First == _Mid)
        return; // nothing to do, avoid violating _Pop_heap_hole_unchecked preconditions
    _Make_heap_unchecked(_First, _Mid, _Pred);
    for (_RanIt _Next = _Mid; _Next < _Last; ++_Next)
        if (_DEBUG_LT_PRED(_Pred, *_Next, *_First))
        {       // replace top with new largest
            _Iter_value_t<_RanIt> _Val = _STD move(*_Next);
            _Pop_heap_hole_unchecked(_First, _Mid, _Next, _STD move(_Val), _Pred);
        }
    _Sort_heap_unchecked(_First, _Mid, _Pred);
}

排序

template<class _RanIt,
    class _Diff,
    class _Pr> inline
void _Sort_unchecked1(_RanIt _First, _RanIt _Last, _Diff _Ideal, _Pr& _Pred)
{       // order [_First, _Last), using _Pred
    _Diff _Count;
    while (_ISORT_MAX < (_Count = _Last - _First) && 0 < _Ideal)
    {   // divide and conquer by quicksort
        pair<_RanIt, _RanIt> _Mid =
            _Partition_by_median_guess_unchecked(_First, _Last, _Pred);
        _Ideal /= 2, _Ideal += _Ideal / 2;      // allow 1.5 log2(N) divisions

        if (_Mid.first - _First < _Last - _Mid.second)
        {       // loop on second half
            _Sort_unchecked1(_First, _Mid.first, _Ideal, _Pred);
            _First = _Mid.second;
        }
        else
        {       // loop on first half
            _Sort_unchecked1(_Mid.second, _Last, _Ideal, _Pred);
            _Last = _Mid.first;
        }
    }

    if (_ISORT_MAX < _Count)
    {   // heap sort if too many divisions
        _Make_heap_unchecked(_First, _Last, _Pred);
        _Sort_heap_unchecked(_First, _Last, _Pred);
    }
    else if (2 <= _Count)
        _Insertion_sort_unchecked(_First, _Last, _Pred);        // small
}

Answer 2

除了复杂性保证之外，没有什么要求以某种方式实现partial_sort

25.4.1.3 partial_sort [partial.sort]

template void partial_sort（RandomAccessIterator first，    RandomAccessIterator中间，RandomAccessIterator最后）;    模板    void partial_sort（RandomAccessIterator first，RandomAccessIterator middle，    RandomAccessIterator last，Compare comp）;

1效果：将第一个中间 - 第一个排序元素从[first，last]范围放入范围[first，middle]。范围[中间，最后]中的其余元素以未指定的顺序放置。

2要求：   RandomAccessIterator应满足ValueSwappable的要求   （17.6.3.2）。 *首先的类型应满足要求   MoveConstructible（表20）和MoveAssignable（表22）。

3复杂性：需要大约（最后 - 第一）*日志（中间 - 第一）比较

另一种实现可能是

std::nth_element - average linear time
followed by
std::sort - on the reduced range begin()-nth (n log n)

排序整个范围时，std :: partial_sort（）与std :: sort（）的性能如何？

2 个答案:

partial_sort

排序