STL源码剖析——list容器的排序算法sort()
来源:互联网 发布:傲剑金蛇数据 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 23:06
前言
由于STL本身的排序算法sort接受的输入迭代器是随机访问迭代器,但是双向list链表容器的访问方式是双向迭代器,因此,不能使用STL本身的排序算法sort,必须自己定义属于自己访问的排序算法。我们从源码的剖析中,可以看到该排序算法思想类似于归并排序。
list容器之排序算法sort
在该排序算法的实现过程中,定义了一个类似于搬运作用的链表carry和具有中转站作用的链表counter,这里首先对counter[i]里面存储数据的规则进行分析;counter[i]里面最多存储数据个数为,若存储数据超过该数字,则向相邻高位进位,即把counter[i]链表里的内容都合并到counter[i+1]链表。carry负责取出原始链表的头一个数据节点和交换数据中转站作用;源码中的fill表示当前可处理数据的个数为。下面给出sort的源码分析:
从源码中,我们可以看到,第一个while循环执行的条件是当前链表必须非空,该算法的核心就是while里面的处理,嵌套while(即第二个while)执行的条件是i小于fill且counter[i]链表是非空;下面给出实例进行分析,在分析之前先做一些规定:
- 把第20行语句carry.splice(carry.begin(), *this, begin())标记为下图中执行的步骤1;
- 把第25行语句counter[i].merge(carry)标记为下图中执行的步骤2;
- 把第27行语句carry.swap(counter[i++])标记为下图中执行的步骤3;
- 把第30行语句carry.swap(counter[i])标记为下图中执行的步骤4;
- 把第32行语句if (i == fill) ++fill标记为下图中执行的步骤5;
- 把第37行for循环里面语句counter[i].merge(counter[i-1])标记为下图中执行的步骤6;
- 把第39行最后一个语句swap(counter[fill-1])标记为下图中执行的步骤7;
下图是待排序的原始链表:
下面是排序算法sort的执行过程,定义初始值fill=0,因为原始链表有四个节点,即原始链表非空,则执行while循环里面的语句:注:由于方便画图,下面相邻方块之间表示是双向链表的连接;白色的方块表示空链表;
第一次执行while循环:步骤1搬运链表carry取出当前链表的第一个数据节点7,初始值i=0,由于嵌套while循环条件不成立,则跳过嵌套while循环,直接进入到步骤4,交换carry和counter[i](i=0)的内容;又因为此时i=fill,则更新值++fill,即fill=1;流图如下:
第二次执行while循环:步骤1搬运链表carry取出当前链表的第一个数据节点5,初始值i=0,由于嵌套while循环条件成立,步骤2将carry链表的内容有序的合并到counter[i](i=0)链表中,再执行步骤3交换carry和counter[0]内容且i++,此时carry有两个有序的节点5和7,counter[0]为空链表,i的值为i=1;这时嵌套while循环条件不成立;跳转到步骤4交换carry和counter[1]的内容,且执行步骤5更新fill的值++fill,第二次while循环执行结束时,数据节点的状况为:carry和counter[0]内容都为空,counter[1]有两个有序的节点5和7,值fill=2;流图如下:
第三次执行while循环:步骤1搬运链表carry取出当前链表的第一个数据节点8,初始值i=0,由于嵌套while循环条件不成立,则跳过嵌套while循环,直接进入到步骤4,交换carry和counter[i](i=0)的内容;又因为此时i不等于fill,则不更新fill值,即fill=2;第三次while循环执行结束时,数据节点的状况为:carry为空,counter[0]内容为一个节点8,counter[1]有两个有序的节点5和7,值fill=2;流图如下:
第四次执行while循环:步骤1搬运链表carry取出当前链表的第一个数据节点1,初始值i=0,由于嵌套while循环条件成立,步骤2将carry链表的内容有序的合并到counter[i](i=0)链表中,再执行步骤3交换carry和counter[0]内容且i++,此时carry有两个有序的节点1和8,counter[0]为空链表,i的值为i=1;这时嵌套while循环条件依然成立;继续执行步骤2将carry的内容有序的合并到counter[1]链表中,再执行步骤3交换carry和counter[1]的内容且++i,此时,carry内容为四个有序的节点1、5、7和8,counter[0]和counter[1]的内容都为空链表,i的值为i=2;这时嵌套while循环条件不成立;跳转到步骤4交换carry和counter[2]的内容,且执行步骤5更新fill的值++fill,第四次while循环执行结束时,数据节点的状况为:carry、counter[0]和counter[1]内容都为空,counter[2]有四个有序的节点1、5、7和8,值fill=3;流图如下:
最后,由于此时当前链表为空链表,则跳出while循环,执行for语句,因为i=2之前的counter[1]和counter[0]内容都为空,则执行完for语句之后链表都没变化,然后执行步骤7交换当前链表和counter[2]的内容,执行完后,counter[2]为空,当前链表内容为四个有序的节点1、5、7和8;流程如下:
以上是list排序算法的整个流程,关键是要理解其核心,不断地更新链表内容。
参考资料:
《STL源码剖析》侯捷;
《STL源码剖析之list的sort函数实现》
- STL源码剖析——list容器的排序算法sort()
- STL源码剖析——list容器的排序算法sort()
- STL源码剖析——STL算法之sort排序算法
- STL源码剖析——序列容器之list
- STL源码剖析——序列容器之list
- 【STL源码剖析】Sort算法
- STL源码剖析—list
- [STL源码剖析] list中的sort()函数
- STL源码——list sort:归并排序的非递归实现
- 《STL源码剖析》---list容器insert操作的个人理解
- STL源码剖析(4):容器(list)
- STL源码剖析之序列容器list
- 《STL源码剖析》Sort排序分析
- STL源码剖析—序列容器
- STL源码剖析—顺序容器
- STL源码剖析——关联式容器的总结
- STL源码分析----神奇的 list 的 sort 算法实现
- STL源码分析----神奇的 list 的 sort 算法实现
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