std::sort

定義於標頭檔案 `<algorithm>`
template< class RandomIt > void sort( RandomIt first, RandomIt last );	(1)	(C++20 起為 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class RandomIt > void sort( ExecutionPolicy&& policy, RandomIt first, RandomIt last );	(2)	(C++17 起)
template< class RandomIt, class Compare > void sort( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );	(3)	(C++20 起為 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class RandomIt, class Compare > void sort( ExecutionPolicy&& policy, RandomIt first, RandomIt last, Compare comp );	(4)	(C++17 起)

將範圍 [first, last) 中的元素按非降序排序。不保證相等元素的順序。

1) 元素根據 operator<(直至 C++20)std::less{}(自 C++20 起) 排序。

3) 元素根據 comp 排序。

2,4) 同 (1,3)，但按 policy 執行。

僅當滿足所有以下條件時，這些過載才參與過載決議

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 為 true。	(C++20 前)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 為 true。	(C++20 起)

如果滿足以下任何條件，則行為是未定義的：

*first 的型別不是可交換的 (Swappable)。	(C++11 前)
`RandomIt` 不是可值交換的 (ValueSwappable)。 first 的型別不是可移動構造的 (MoveConstructible)。 first 的型別不是可移動賦值的 (MoveAssignable)。	(C++11 起)

first, last	-	定義待排序元素範圍的迭代器對
policy	-	要使用的執行策略
comp	-	比較函式物件（即滿足 Compare 要求的物件），若第一引數“小於”（即在第二引數“之前排序”）第二引數則返回 true。比較函式的簽名應等效於以下內容 bool cmp(const Type1& a, const Type2& b); 雖然簽名不需具有 const&，但函式不可修改傳遞給它的物件，且必須能夠接受 `Type1` 和 `Type2` 型別（可能帶 const）的所有值，無論其值類別（因此不允許 `Type1&`，除非 `Type1` 的移動等價於複製，也不允許 `Type1`(自 C++11 起)）。型別 Type1 和 Type2 必須使得型別為 RandomIt 的物件可以被解引用，然後隱式轉換為兩者之一。
型別要求
- `RandomIt` 必須滿足 LegacyRandomAccessIterator 的要求。
- `Compare` 必須滿足 Compare 的要求。

[編輯] 複雜度

給定 $\scriptsize N$ $N$ 為 last - first

1,2) 使用 operator<(直至 C++20)std::less{}(自 C++20 起) 進行

O(N\cdotlog(N))

次比較。

3,4)

O(N\cdotlog(N))

次應用比較器 comp。

[編輯] 異常

帶有模板引數 ExecutionPolicy 的過載按如下方式報告錯誤

若作為演算法一部分呼叫的函式丟擲異常且 ExecutionPolicy 為標準策略之一，則呼叫 std::terminate。對於任何其他 ExecutionPolicy，行為是實現定義的。
如果演算法未能分配記憶體，則丟擲 std::bad_alloc。

[編輯] 可能的實現

亦見 libstdc++ 和 libc++ 中的實現。

[編輯] 注意

在 LWG713 之前，複雜度要求允許 sort() 僅使用快速排序 (Quicksort) 實現，這在最壞情況下可能需要 $\scriptsize O(N^2)$ $O(N 2)$ 次比較。

內省排序 (Introsort) 可以處理所有情況，具有 $\scriptsize O(N \cdot \log(N))$ $O(N\cdotlog(N))$ 次比較（在平均情況下不產生額外開銷），因此通常用於實現 sort()。

libc++ 直到 LLVM 14 才實現修正後的時間複雜度要求。

[編輯] 示例

執行此程式碼

#include <algorithm>
#include <array>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <string_view>
 
int main()
{
    std::array<int, 10> s{5, 7, 4, 2, 8, 6, 1, 9, 0, 3};
 
    auto print = [&s](std::string_view const rem)
    {
        for (auto a : s)
            std::cout << a << ' ';
        std::cout << ": " << rem << '\n';
    };
 
    std::sort(s.begin(), s.end());
    print("sorted with the default operator<");
 
    std::sort(s.begin(), s.end(), std::greater<int>());
    print("sorted with the standard library compare function object");
 
    struct
    {
        bool operator()(int a, int b) const { return a < b; }
    }
    customLess;
 
    std::sort(s.begin(), s.end(), customLess);
    print("sorted with a custom function object");
 
    std::sort(s.begin(), s.end(), [](int a, int b)
                                  {
                                      return a > b;
                                  });
    print("sorted with a lambda expression");
}

輸出

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : sorted with the default operator<
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 : sorted with the standard library compare function object
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : sorted with a custom function object
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 : sorted with a lambda expression

[編輯] 缺陷報告

下列更改行為的缺陷報告追溯地應用於以前出版的 C++ 標準。

缺陷報告	應用於	釋出時的行為	正確的行為
LWG 713	C++98	$\scriptsize O(N \cdot \log(N))$ $O(N\cdotlog(N))$ 時間複雜度僅在平均情況下要求	在最壞情況下要求

[編輯] 另請參閱

partial_sort	對一個範圍的前 N 個元素進行排序 (函式模板) [編輯]
stable_sort	對一個範圍的元素進行排序，同時保留相等元素之間的順序 (函式模板) [編輯]
ranges::sort (C++20)	將一個範圍按升序排序 (演算法函式物件)[編輯]

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