std::deque 的排序是如何实现的？答案

【问题标题】：How is sort for std::deque implemented?std::deque 的排序是如何实现的？
【发布时间】：2014-08-03 15:57:35
【问题描述】：

到目前为止，我还没有了解std::deque 是如何在后台实现的，并且发现它类似于指向 n 字节数组的指针数组，数据实际存储在其中。所以现在我有几个与双端队列相关的问题。

一张描述我目前对其结构了解的图片：

问题是：

当正在执行push_front 操作并且数据块 0 中没有可用空间时，会在堆上分配一个新数据块，并将指向此新分配内存的指针插入到“映射”数组中，如在普通数组中——在 O(number_of_blocks) 时间内，是吗？
如何分类这头野兽？无法想象比将所有数据复制到数组中更好的方法，对其进行排序，然后将其放回原处。但是这种方法需要 O(n) 辅助内存……但是！ std::sort 为std::vector 和std::deque 的排序提供了类似的接口。不同数据结构的不同算法是如何实现的？使用模板专业化？如果是这样，为什么不能使用std::sort 对std::list 进行排序？或者，也许std::sort 不关心这个容器的内部结构，只使用迭代器和方法，它们在std::vector 和std::deque 中是相似的（比如operator[]、size() 等）？这个想法听起来很合理，也是对“为什么不能std::sort 排序std::list？”的回答。变得明显。
如何选择数据块的大小？您会说“它取决于实现”，但请详细说明不同的实现和解决方案背后的动机。

这里需要澄清。谢谢。

【问题讨论】：

它们背后的数学无法承受，std::deque 具有随机访问迭代器，因此任何就地排序算法都能够使用该功能对数据进行排序，而不需要 O(N)额外的存储空间。 std::list 不提供随机访问迭代，因此不是 std::sort-able。（但是，std::list::sort-able）。请参阅the documentation of std::sort 的类型要求部分。
您缺少 STL 的容器算法方案。排序与任何其他具有随机访问迭代器的容器相同。
std::sort 适用于任何对随机访问迭代器。 std::vector 和 std::deque 都提供随机访问迭代器，但 std::list 不提供。没有（必然）任何模板专业化魔法或任何东西，因为std::sort 通过交换提供的范围内的元素来工作；这不需要大量额外的存储空间，也不需要容器/范围/迭代器背后的任何特殊知识。
非常好的阅读：stroustrup.com/Programming/20_containers.ppt

标签： c++ sorting vector stl deque

【解决方案1】：

要回答您的第一个问题，是的，这就是它的工作原理。可以注意到，这种方法可以扩展到多层次的层次结构。但实际的实现通常坚持两级结构，正如您的图片所示。

对于第二个问题，如果您谈论的是std::sort，那么std::sort 可以在不了解实际容器机制的情况下工作。如果适用于一系列随机访问迭代器。由于std::deque 的迭代器是随机访问迭代器，所以std::sort 可以应用于std::deque。事实上，人们可以争辩说，随机访问这种数据结构的元素是相当有效的。它不如向量中的随机访问有效，但在std::sort 的上下文中仍然很有效。

您不能将std::sort 与std::list 一起使用，因为std::list 的迭代器不是随机访问迭代器。如果您愿意，您可以为std::list 实现自己的简单（慢）版本的随机访问迭代器。您将能够将std::sort 应用于一系列此类迭代器，从而将std::list 与std::sort 排序。但由于显而易见的原因，它的效率会非常低。

在std::deque 的情况下，随机访问迭代器的效率绰绰有余。

我不准备回答第三个问题。事实上，我不会惊讶地发现这些尺寸是根据大量实验根据经验选择的。而且，当然，可能没有“一刀切”的解决方案。

【讨论】：

关于他的第二个问题：重要的一点是std::sort 交换实际数据，无论它位于何处，因此它与容器的底层结构完全无关。