# std::ranges::sort

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定义于头文件 `<algorithm>` |  |
调用签名 |  |
template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity > requires sortable<I, Comp, Proj> constexpr I sort( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} ); | (1) | (C++20 起)
template< std::random_access_range R, class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity > requires sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj> constexpr ranges::iterator_t<R> sort( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} ); | (2) | (C++20 起)

以不降序排序范围`[first, last)` 中的元素。不保证保持等价元素的顺序。 若对于任何指向序列的迭代器 `it` 与任何使得 `it + n` 为指向序列元素的合法迭代器的非负整数 `n` ， std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it)) 求值为 false ，则称序列相对于比较器 `comp` 已排序。

1) 用给定的二元比较函数 `comp` 比较元素。
2) 同 (1) ，但以 `r` 为源范围，如同以 ranges::begin(r) 为 `first` 并以 ranges::end(r) 为 `last` 。

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid ，即：

- 调用它们中的任何一者时不可指定显式模板实参。
- 它们无一对实参依赖查找可见。
- 在通常无限定查找寻找函数调用运算符左侧的名称找到它们之一时，它禁止实参依赖查找。

实际上，它们能以函数对象，或以某些特殊编译器扩展实现。

### 参数

first, last | - | 定义要排序的范围的迭代器-哨位对
r | - | 要排序的范围
pred | - | 应用到投影后元素的谓词
proj | - | 应用到谓词的投影

### 返回值

等于 `last` 的迭代器。

### 复杂度

\(\scriptsize \mathcal{O}(N\cdot\log{(N)})\)𝓞(N·log(N)) 次比较与投影，其中 N = ranges::distance(first, last) 。

### 可能的实现

注意典型实现使用内省排序。参阅 MSVC STL 与 libstdc++ 中的实现。

    struct sort_fn {
        template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
                  class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
        requires std::sortable<I, Comp, Proj>
        constexpr I
        operator()( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} ) const {
            if (first == last)
                return first;

            I last_iter = ranges::next(first, last);
            ranges::make_heap(first, last_iter, std::ref(comp), std::ref(proj));
            ranges::sort_heap(first, last_iter, std::ref(comp), std::ref(proj));

            return last_iter;
        }

        template< ranges::random_access_range R, class Comp = ranges::less,
                  class Proj = std::identity >
        requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
        constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>
        operator()( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} ) const {
            return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(comp), std::move(proj));
        }
    };

    inline constexpr sort_fn sort{};

### 示例

    #include <algorithm>
    #include <array>
    #include <functional>
    #include <iomanip>
    #include <iostream>

    void print(auto const& seq) {
        for (auto const& elem : seq) {
            std::cout << elem << ' ';
        }
        std::cout << '\n';
    }

    struct Particle {
        std::string name; double mass; // MeV
        template<class Os> friend
        Os& operator<< (Os& os, Particle const& p) {
            return os << "\n" << std::left
                      << std::setw(8) << p.name
                      << " : " << p.mass;
        }
    };

    int main()
    {
        std::array s = {5, 7, 4, 2, 8, 6, 1, 9, 0, 3};

        namespace ranges = std::ranges;

        // 用默认 operator< 排序
        ranges::sort(s);
        print(s);

        // 用标准库比较函数对象排序
        ranges::sort(s, ranges::greater());
        print(s);

        // 用定制函数对象排序
        struct {
            bool operator()(int a, int b) const {
                return a < b;
            }
        } customLess;
        ranges::sort(s.begin(), s.end(), customLess);
        print(s);

        // 用 lambda 表达式排序
        ranges::sort(s, [](int a, int b) {
            return a > b;
        });
        print(s);

        // 用投影排序
        Particle particles[] {
            {"Electron", 0.511}, {"Muon", 105.66}, {"Tau", 1776.86},
            {"Positron", 0.511}, {"Proton", 938.27}, {"Neutron", 939.57},
        };
        ranges::sort(particles, {}, &Particle::name); //< 按 name 排序
        print(particles);
        ranges::sort(particles, {}, &Particle::mass); //< 按 mass 排序
        print(particles);
    }

输出：

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

    Electron : 0.511
    Muon     : 105.66
    Neutron  : 939.57
    Positron : 0.511
    Proton   : 938.27
    Tau      : 1776.86

    Electron : 0.511
    Positron : 0.511
    Muon     : 105.66
    Proton   : 938.27
    Neutron  : 939.57
    Tau      : 1776.86

### 参阅

ranges::partial_sort (C++20) | 排序一个范围的前 N 个元素 (niebloid)
ranges::stable_sort (C++20) | 将范围内的元素排序，同时保持相等的元素之间的顺序 (niebloid)
ranges::partition (C++20) | 将范围中的元素分为二组 (niebloid)
sort | 将范围按升序排序 (函数模板)