C++ 是一种非常流行的编程语言，广泛应用于计算机科学领域。在工程设计中，数据结构是优化算法和程序性能的关键因素之一。而自动排序的数据结构可以大大提高程序的效率。

自动排序的数据结构是一种能够自动按照某种规则对元素进行排序的数据结构。在 C++ 中，常见的自动排序的数据结构有二叉搜索树、红黑树、堆和排序数组等。

其中，二叉搜索树（BST）是一种基于二分查找的数据结构，它具有以下特点：根节点大于左子树所有节点，小于右子树所有节点；左右子树也存在同样的规律，形成的树是一个有序的数据结构。BST 的查找、插入、删除的时间复杂度均为 O(log n)，非常适合动态数据集的管理。

红黑树是一种自平衡二叉搜索树，它在保持有序性的同时，能够自动调节树的高度，降低最坏情况下的时间复杂度。红黑树每个节点都带有颜色属性，为红或黑，规则是：每个节点要么是红色，要么是黑色；根节点是黑色；红色节点的子节点必须为黑色；从任一节点到其子树中每个叶子节点的路径都包含相同数目的黑色节点。由于红黑树的平衡性，它的查找、插入、删除的时间复杂度都为 O(log n)。

堆是一种完全二叉树，它可以看作是一颗树形的数据结构，其中每个节点都存储着一个元素。堆具有以下特点：父节点的键值总是小于（或者大于）任何一个子节点的键值；堆总是一棵完全二叉树。堆主要用于实现优先队列，因为它可以让队列插入和删除的时间复杂度均为 O(log n)。

排序数组是一种包含固定数量元素的线性数据结构，它的特点是数据元素按照一定顺序排列。由于排列有序，我们可以采用二分查找、插入排序、归并排序等算法来操作数组，具有优秀的时间复杂度和空间效率。

在 C++ 中，我们可以使用 std::set、std::map、std::priority_queue 等 STL 库中的数据结构来实现自动排序。这些数据结构均实现了红黑树或堆的算法，可以大大提高程序的效率和代码复用性。

总之，自动排序的数据结构是 C++ 中重要的编程工具，可以有效提升程序的效率和可读性。我们应该灵活运用这些数据结构，以优化算法和程序性能，加速工程设计的进程。

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