C++ 标准库中的确定性答案

【问题标题】：Determinism in C++ standard libraryC++ 标准库中的确定性
【发布时间】：2021-04-03 15:21:29
【问题描述】：

std::sort 不保证稳定。

它是否保证是确定性的？

例如，这段代码是否总是打印1？

struct S
{
    int a, b;
};

bool cmp(const S& lhs, const S& rhs)
{
    return lhs.a < rhs.a;
}

int main()
{
    std::vector<S> seq1 = {{1, 2}, {1, 3}};
    std::vector<S> seq2 = seq1;
    std::sort(seq1.begin(), seq1.end(), cmp);
    std::sort(seq2.begin(), seq2.end(), cmp);
    std::cout << (seq1.back().b == seq2.back().b) << '\n';
}

此外，C++ 标准库通常是否具有确定性（除了明显不确定的元素，如 RNG 和时钟）？

【问题讨论】：

我不相信标准可以保证这种确定性。据我所知，它对这个问题保持沉默，因此实施不需要是确定性的。
事实上，对于核心语言，它明确说明了相反的情况（可能在非规范性注释中；我懒得查）——大意是，在一个表达式中与f() + g() 一样，两个函数调用的顺序是未指定的，而且在此表达式的两次求值之间不必相同。
没有这样的保证。使用stable_sort 是安全的。
不稳定的一个可能原因是如果在地下使用线程。

标签： c++ stl deterministic

【解决方案1】：

使用std::sort 对范围进行排序后，对范围的唯一要求是元素根据提供的谓词进行排序。因此，如果有多个可能的有效排序，那么只要生成其中任何一个，实现就符合要求。

每次在同一范围内调用std::sort 时，允许实现生成不同的排序。它还可以在程序每次执行时产生不同的排序。

这是std::sort 上的requirements。请注意，没有提到每次结果范围都相同的任何要求，因此不能保证结果是确定性的。

【讨论】：

请链接源，我会接受这个答案。
@Phastasm 我已链接到标准页面。没有具体的措辞说它是“非确定性的”，但我认为这可以从缺乏“确定性”的保证中推断出来。
如果需要更多，还有 stable_sort。
@SornelHaetir 稳定性和确定性并不相同，可能只需要确定性，就像问题中的代码一样。
@SornelHaetir 这实际上并不能证明排序是非确定性的。虽然保证确定性没有稳定性会很奇怪，但正如 Phastasm 指出的那样，这是可能的。