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C++ Sort 排序混乱问题

2023-07-09 22:05:20 深夜i -- --

C++ Sort 排序混乱问题 Bug

C++是一门强大的编程语言，广泛应用于数据处理和算法开发。其中排序算法是一个非常重要的知识点，也是面试中常考的部分。然而，C++的排序函数在使用时经常会出现混乱的问题，让人困惑不解。

让我们来看一下最经常使用的排序函数——sort()。根据C++官方文档的描述，sort()可以对容器中的元素进行升序或降序排列，例如sort(v.begin(), v.end())可以对一个vector容器中的元素按照升序排列。然而，如果我们输入以下代码：


vector<int> v = 4;
sort(v.begin(), v.end());
for(auto i : v)
  cout<<i<<" ";

我们期望的输出应该是1,2,3,4，但是实际上输出的结果是1,2,3,4或者4,3,2,1。也就是说，sort()函数并没有按照我们的期望输出升序排列。

我们可能会认为这是因为sort()默认是以升序排列的，而我们期望的是降序排列，因此需要在sort()中加入参数，例如sort(v.begin(), v.end(), greater ())就可以实现将vector中的元素按照降序排列。但是，即使我们这样修改代码，我们依然会面临着另一个问题。

下面是一个例子：


class student{
public:
  string name;
  int score;
  student(string n, int s)
    name = n;
    score = s;
  
};
bool cmp(student a, student b){
  if(a.score == b.score)
    return a.name < b.name;
  return a.score > b.score;
}
int main(){
  vector<student> v;
  v.push_back(student("Alice",80));
  v.push_back(student("Bob",90));
  v.push_back(student("Carol",70));
  v.push_back(student("David",90));
  sort(v.begin(), v.end(), cmp);
  for(auto i : v)
    cout<<i.score<<" "<<i.name<<endl;
  return 0;
}

我们期望的输出结果是90 Bob,90 David,80 Alice,70 Carol。但是实际上，输出结果却是90 Bob,90 David,70 Carol,80 Alice。也就是说，我们并不能保证sort()在使用自定义的比较函数时能够按照我们期望的方式进行排列。

那么，C++中的sort()函数出现这种混乱问题是为什么呢？其实，这是由于sort()的底层实现原理产生的。sort()采用的是快速排序算法，在遇到可等关键字时，会使用插入排序优化。而插入排序会根据相邻元素的比较结果调整两个元素的位置，这就导致了sort()在使用自定义比较函数时可能会出现混乱的问题。

那么，如何解决这个问题呢？一种可行的方法是使用稳定排序算法，例如归并排序，这可以保证自定义的比较函数不会影响到排序的结果。但是，这种方法会带来额外的时间和空间复杂度的消耗。

总结来说，C++中的sort()函数在使用时需要谨慎，尤其是在面临自定义比较函数时更加需要留心。我们需要理解sort()底层的实现机制，以避免出现不必要的混乱问题。

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