快速部分排序对象答案

【问题标题】：fast way partially sort objects快速部分排序对象
【发布时间】：2012-04-26 21:20:18
【问题描述】：

我有一个例程，我在其中定义了一堆对象（大约 20 个），称它们为 Jet，它们有一个定义的 <，我用来对它们进行排序。排序后，我取最低的两个。有什么快速的方法来做到这一点？到目前为止我想到的选项：

boost::ptr_vector<Jet>使用内置的.sort()，取前两个，
boost::ptr_list<Jet>，用.sort()，取前两个
使用上面的列表，但不是排序，而是使用max_element，删除元素，然后再次运行。

我认为使用std::vector<Jet> 是最糟糕的选择，因为：我不需要随机访问；排序将在内存中移动对象；并且在调用push_back(Jet) 时将复制对象。由于需要复制，我还假设std::list<Jet> 会比boost::ptr_list<Jet> 差。我会进一步假设两次使用max_element 会比对整个列表进行排序更快。

我的逻辑合理吗？性能差异会很大吗？还有其他我没有想到的选择吗？

【问题讨论】：

你为什么不测试它并告诉我们？（另外，你的假设可能是错误的，一定要测试一下）
有效问题：因为我在分析方面不是很有经验，而且我认为这里有人可能比我更聪明。

标签： c++ boost-ptr-container

【解决方案1】：

您的一个假设是正确的，因为存储指针而不是对象会更快。

但是，如果您只需要两个最小的元素，则无需对任何内容进行排序。只需取前两个元素，然后遍历 vector 或 list 的元素并保留较小的元素。

【讨论】：

【解决方案2】：

有一个standard library algorithm 可以做到这一点：

std::vector<Jet> v;
// populate v
std::partial_sort(v.begin(), v.begin() + 2, v.end());

v[0] 现在是最小的元素，v[1] 现在是第二小的元素；其余元素的顺序未指定。 std::vector<> 可以替换为 std::deque<>，因为后者也有随机访问迭代器。

（请注意，我链接到的页面上提到的复杂性是不正确的；C++11 §25.4.1.3 说复杂性是(last - first) * log(middle - first)。）

【讨论】：

我喜欢这个答案，但 O(n log(2)) 比 O(n) 更复杂。
@Chad：当 K N*log(2) （恰好是~6）。
@ildjam (and Chad) 实际上，O(N) 和 O(N log(2)) 是相同的，因为 log(2) 是一个常数。当然，当我们处理一个将 20 视为 N 的大值的问题时，算法复杂性并不是那么重要。如果性能很重要，那么在目标机器上进行分析是唯一能给你一个相关答案的东西。所以，我会从 std::partial_sort 开始（因为它很简单，定义明确，并且已经编写和测试过），看看它是否足够快。
@abarnert ：关于大 O 符号的非常有效的观点。我只是说给定一个具体的 N，显然越小越好。 :-]
您在误导其他答案（包括我的）。我同意这是一个更好的解决方案，但说它比其他解决方案更复杂是错误的。

【解决方案3】：

如果您需要最低的两个对象，您可以创建自己的搜索函数，该函数将在 O(N) 时间内运行。使用排序是 O(N log N) 时间。

【讨论】：