Question

我创建了以下类来理解 std::sort 的行为：

class X {
public:
  X(int i) : i_(i) { }
  X(X&& rhs) noexcept : i_(std::move(rhs.i_)) { mc_++; }
  X& operator=(X&& rhs) noexcept {
    i_ = std::move(rhs.i_); ao_++; return *this;
  }
  void swap(X& rhs) noexcept { std::swap(i_, rhs.i_); sw_++; } 
  friend bool operator<(const X& lhs, const X& rhs) {
    return lhs.i_ < rhs.i_;
  }
  static void reset() { mc_ = ao_ = sw_ = 0; }
private:
  int i_;
  static size_t mc_, ao_, sw_; // function-call counters
};
// void swap(X& lhs, X& rhs) { lhs.swap(rhs); }

运行以下基准代码：

int main() {
  std::vector<X> v;
  for (int i = 0; i < 1000000; i++) v.emplace_back(i);

  std::mt19937 g(0xa41bc9); // fixed seed to compare measurements
  std::shuffle(v.begin(), v.end(), g);

  X::reset();
  std::sort(std::begin(v), std::end(v));
}

在线IDE中的整个代码位于：https://wandbox.org/permlink/nbwRKptakgCSHK4f。

测量的特定函数的调用次数如下（所有-O2或/O2个标记）：

   function:   move ctor    operator=        swap
  GCC 7.1.0:   5,007,335   11,700,048           0
clang 4.0.0:   4,932,061    9,973,899           0
 MSVC 19.11:   8,580,356   21,521,211           0

如果我取消注释swap功能，情况就会好转：

   function:   move ctor    operator=        swap
  GCC 7.1.0:     999,999    3,685,376   4,007,336
clang 4.0.0:      72,554      254,885   4,859,507
 MSVC 19.11:     906,593    6,173,685   7,673,763

但是，仍然会移动构造函数（加析构函数）和移动赋值运算符的大量调用。困扰我的是效率。例如，swap和operator=的调用可以由编译器内联，~~但我猜编译器可能不会内联＆＃34; （优化）对象的构造/破坏~~。

为什么在排序中使用对象的构造/赋值？就地排序（通常std::sort）可以完全通过比较和交换操作来实现。

更新

我的假设是错误的。优化对象创建/销毁似乎是完全合法的，例如：

X temp = std::move(x1);  
x1 = std::move(x2);
x2 = std::move(temp);

因此，此类代码可以与自定义swap一样高效。在线示例：https://godbolt.org/g/ud4u9U - 没有移动构造函数/赋值运算符的调用，尽管这些并不是微不足道的，并且它们的功能被内联到main。

Answer 1

std::sort()是一种混合算法。虽然vanilla quicksort只能通过swap()操作（来自std::partition()）而逃脱，但真正的排序方法也很可能使用插入，堆和/或合并排序。对于这些排序算法，通常更有效的是将对象抬起（通过移动构造），将对象移动到当前的“洞”中，最后将对象移出到位。可能只保留一个临时对象是合理的，但很可能算法使用了一些函数并且保持临时的对象有点不切实际（尽管之前我没有考虑过并且可能值得尝试）

今年早些时候，Quicker Sorting的Italian C++ Conference谈话记录在：它详细介绍了快速制作快速排序的方法。

结果是：如果要对对象进行排序，最好确保复制/移动构造，复制/移动分配，析构函数和swap()都很快。我可以想象，保留一个临时物体可以减少建造和破坏的需要，但任务仍然存在。专门的破坏性移动也可能提高性能，但我还没有尝试过（还）。

为什么std :: sort构造对象？

1 个答案: