Почему swd вызывается std :: sort, только если в моем контейнере более 32 элементов?

13

Здравствуйте, у меня есть простой вопрос:

class A 
{
public:
    A(int);
    A(const A&);
    A& operator=(const A&);
    ~A();
private:
    int* ptr_;

    friend bool operator<(const A&, const A&);
    friend void swap(A&, A&);
};

A::A(int x) : 
    ptr_(new int(x))
{}

A::A(const A& rhs) :
    ptr_(rhs.ptr_ ? new int(*rhs.ptr_) : nullptr)
{}

A& A::operator = (const A & rhs)
{
    int* tmp = rhs.ptr_ ? new int(*rhs.ptr_) : nullptr;
    delete ptr_;
    ptr_ = tmp;

    return *this;
}

A::~A()
{
    delete ptr_;
}

bool operator<(const A& lhs, const A& rhs)
{
    cout << "operator<(const A&, const A&)" << endl;
    return *lhs.ptr_ < *rhs.ptr_;
}

void swap(A& lhs, A& rhs)
{
    cout << "swap(A&, A&)" << endl;
    using std::swap;
    swap(lhs.ptr_, rhs.ptr_);
}

int main()
{

    std::vector<A> v{ 33,32,31,30,29,28,27,26,25,24,23,22, 21,20,19,18,17,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5, 4,3,2,1 };
    std::sort(v.begin(), v.end());

}

Сортировка с более чем 32 элементами swap. С 32 элементами или меньше, элементы все еще отсортированы, но swapне вызываются.

  • Я использую MSVC ++ 2019 на x64.
  • Когда swapназывается, а когда нет и почему? Спасибо!
  • Я не использовал swapв назначении копирования только, чтобы отличить вызов к нему от сортировки от оператора назначения копирования.
Маэстро
источник
6
std::sortприбегает к сортировке вставкой, если число элементов 32 или меньше, и использует быструю сортировку в противном случае.
Evg
@Evg Это требование или это объяснение этого конкретного контекста?
Франсуа Андриё
2
@ FrançoisAndrieux, это деталь реализации стандартной библиотеки Microsoft. Я предполагаю, что это является причиной поведения, наблюдаемого ОП. В настоящее время я изучаю исходный код, чтобы получить больше деталей.
Evg
1
Соответствующая часть источника: while (_ISORT_MAX < (_Count = _Last - _First) && 0 < _Ideal)где _ISORT_MAXзадано значение 32. Строка 3447 <algorithm>использования VS 16.5.0
ChrisMM
Никакая настоящая быстрая сортировка не используется ни в каких современных стандартных библиотеках ни на каких языках. Все используют модифицированные смешанные версии, которые являются быстрой сортировкой, когда количество элементов достаточно велико. Например, Java и Python используют Timsort, в то время как .NET Framework и библиотека GCC C ++ используют Introsort . libstdc ++ и libc ++ также используют сортировку вставкой для коротких последовательностей. См. Какие алгоритмы используются в C ++ 11 std :: sort в различных реализациях STL?
phuclv

Ответы:

14

std::sortРеализация Microsoft выглядит следующим образом:

const int ISORT_MAX = 32;  // maximum size for insertion sort

template<class RanIt, class Diff, class Pr>
void Sort(RanIt First, RanIt Last, Diff Ideal, Pr Pred)
{
    Diff Count;
    for (; ISORT_MAX < (Count = Last - First) && 0 < Ideal; )
    {   // divide and conquer by quicksort
        pair<RanIt, RanIt> Mid = Unguarded_partition(First, Last, Pred);

        // ...
    }

    if (ISORT_MAX < Count)
    {   // heap sort if too many divisions
        Make_heap(First, Last, Pred);
        Sort_heap(First, Last, Pred);
    }
    else if (1 < Count)
        Insertion_sort(First, Last, Pred);  // small
}

Когда сортируемый диапазон содержит 32 элемента или менее, Sortиспользуется сортировка вставкой. Сортировка вставок не использует swapв своей реализации . В противном случае используется быстрая сортировка «разделяй и властвуй». В реализации он вызывает iter_swap(внутри Unguarded_partition), что в свою очередь вызывает swap:

template<class FwdIt1, class FwdIt2>
void iter_swap(FwdIt1 Left, FwdIt2 Right)
{   // swap *Left and *Right
    swap(*Left, *Right);
}

Все это детали реализации. Они варьируются от одной стандартной реализации библиотеки к другой.

Evg
источник
1
libcxx использует сортировку вставкой для последовательностей длиной менее 6 или 30 в зависимости от типа. libstd ++ делает это для последовательностей из 16 элементов или менее. Какие алгоритмы используются в C ++ 11 std :: sort в разных реализациях STL?
phuclv