稳定排序算法stable_sort是C++标准库中提供的一个高效的排序算法。它不仅能够对各种内置数据类型进行排序，还能够排序自定义类型。在实际编程中，stable_sort能够处理各种排序场景，并且可以通过自定义比较器来定制排序规则，大大提高了排序的灵活性。本文将详细介绍如何使用stable_sort实现高效的排序和使用自定义比较器定制排序规则。

一、stable_sort基本概述

stable_sort是C++标准库中提供的一种高效的稳定排序算法，它能处理各种排序场景。stable_sort的排序算法采用快速排序和归并排序的优点，其中基于插入排序的子排序算法是为了在小数组上获得更好的性能。stable_sort的时间复杂度为O（NlogN），比其他排序算法更快。

stable_sort的基本语法如下：

void stable_sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);

其中，first是待排序元素的首位置，last是末位置+1。RandomAccessIterator是C++标准库定义的迭代器类型，可以像指针一样访问序列的元素。stable_sort需要的是一个随机访问迭代器的范围，这是因为它需要对范围进行快速和随机的访问。

例如，对一个数组进行排序的代码如下：

#include

#include

using namespace std;

int main()

{

int arr[] = { 10, 20, 15, 3, 2 };

int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

stable_sort(arr, arr + n);

cout << "Sorted array :";

for (int i = 0; i < n; i++)

cout << arr[i] << " ";

return 0;

}

输出结果为：2 3 10 15 20。

stable_sort算法可以对内置数据类型进行排序，也可以对自定义类型进行排序。

二、利用stable_sort实现自定义类型的排序

stable_sort的一个重要特点是它能够对自定义类型进行排序。但这需要实现一个比较器，并且该比较器需要满足一些要求。下面通过一个示例来具体介绍如何利用stable_sort对自定义类型进行排序。

首先，定义一个Person类型并定义一些数据：

#include

#include

#include

using namespace std;

//定义一个Person类

class Person

{

public:

string name;

int age;

int salary;

Person(string name, int age, int salary)

{

this->name = name;

this->age = age;

this->salary = salary;

}

};

//比较年龄的函数

bool compareAge(Person p1, Person p2)

{

return p1.age < p2.age;

}

在这个示例中，Person类有三个属性：name、age、salary，其中name是string类型，age和salary是整型。

然后定义一个vector数组并用一些Person数据初始化它：

int main()

{

//定义vector数组，并用一些Person数据初始化它

vector vp;

vp.push_back(Person("jack", 20, 10000));

vp.push_back(Person("mike", 22, 12000));

vp.push_back(Person("lucy", 18, 8000));

vp.push_back(Person("lisa", 25, 20000));

vp.push_back(Person("tom", 30, 22000));

然后，使用stable_sort算法对这个数组按照年龄进行排序：

stable_sort(vp.begin(), vp.end(), compareAge);

其中，参数vp.begin()指向数组的第一个元素，vp.end()指向数组的最后一个元素之后的位置。compareAge是比较器函数的指针，用来定义按照年龄比较。

最后，使用循环将排序后的结果打印出来。代码如下：

for (int i = 0; i < vp.size(); i++)

{

cout << vp[i].name << " " << vp[i].age << " " << vp[i].salary << endl;

}

return 0;

}

输出结果如下：

lucy 18 8000

jack 20 10000

mike 22 12000

lisa 25 20000

tom 30 22000

通过上述示例我们可以看出，利用stable_sort实现自定义类型的排序，只需要定义一个比较器函数并将其作为stable_sort函数的第三个参数传入即可。

三、利用stable_sort实现高效的排序

stable_sort采用快速排序和归并排序的优点，它能够在大多数情况下提供高效的排序性能。但仍然存在一些特殊情况，例如当序列已经部分有序时，快速排序会退化成O（N²）级别的排序性能。

为了解决这个问题，可以使用降序排序或对序列进行随机打乱等方法，进一步提高排序的性能。下面通过一个示例来具体介绍如何使用stable_sort实现高效的排序。

首先，在示例中生成一个元素随机排列的vector数组：

vector v;

for (int i = 0; i < 1000; i++)

v.push_back(i);

random_shuffle(v.begin(), v.end());

接着，使用stable_sort算法对这个数组进行排序，并计算排序所需的时间：

int start = clock();

stable_sort(v.begin(), v.end());

int end = clock();

cout << "Time Used: " << end - start << endl;

在这个示例中，我们使用C++标准库提供的random_shuffle函数对数组进行了随机打乱，然后使用stable_sort算法对其进行排序。最后通过clock函数计算排序所需的时间，可以看到这个数组的排序时间很短，基本上在几毫秒之内。

通过上述示例我们可以看出，stable_sort算法能够提供非常高效的排序性能，而且可以应用于各种排序场景。当然，为了得到更好的排序性能，还可以根据具体情况进行一些优化措施，例如随机打乱序列、使用降序排序、使用基于插入排序的子排序算法等。

四、使用自定义比较器定制排序规则

stable_sort算法的另一个优点是它可以定制排序规则，实现更灵活的排序。通过定义比较器函数，可以按照任意规则将元素排序。比较器函数是一个特殊的函数，用来定义元素之间的比较关系，通常情况下，比较器函数会返回一个bool类型的值，如果第一个元素小于第二个元素，那么返回true，否则返回false。

下面通过一个示例来介绍如何使用自定义比较器定制排序规则。

假设有一个数组，需要对它进行排序。但是，这个数组的元素是一个Person类型，其中每个Person对象有一个名字和一个年龄，现在需要按照名字和年龄的字典序进行排序，然后输出排序结果。下面的代码就完成了这个过程：

秉承前面的Person类型以及compareAge函数，首先定义compareName函数，用于比较名字的字典序：

//比较名字的函数

bool compareName(Person p1, Person p2)

{

return p1.name < p2.name;

}

然后，定义vector数组并用一些Person数据初始化它，通过在stable_sort的第三个参数中使用函数指针，将排序规则设置为先按名字排序，同名的情况下按照年龄排序：

int main()

{

vector vp;

vp.push_back(Person("jack", 20, 10000));

vp.push_back(Person("mike", 22, 12000));

vp.push_back(Person("lucy", 18, 8000));

vp.push_back(Person("lisa", 19, 20000));

vp.push_back(Person("tom", 25, 22000));

stable_sort(vp.begin(), vp.end(), compareName);

stable_sort(vp.begin(), vp.end(), compareAge);

for (int i = 0; i < vp.size(); i++)

{

cout << vp[i].name << " " << vp[i].age << endl;

}

return 0;

输出结果如下：

jack 20

lisa 19

lucy 18

mike 22

tom 25

通过上述示例我们可以看出，使用自定义比较器定制排序规则非常的灵活，甚至可以实现多重排序规则。只需要定义一个比较器函数，然后在stable_sort函数的第三个参数中将该函数传入即可。

五、总结

本文介绍了stable_sort算法的使用和一些技巧，包括如何对自定义类型进行排序，如何定制排序规则以及如何提高排序性能。稳定排序算法stable_sort是C++标准库中提供的一种优秀的排序算法，它能够在各种排序场景中提供高效的排序性能。在实际编程过程中，我们应该根据应用场景选择合适的排序算法，利用stable_sort算法的优点来实现更好的排序效果。