转自:http://blog.csdn.net/superhackerzhang/article/details/6410670
以SGI的STL为例
sort有两种重载形式
template <class RandomAccessIterator>
void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);
template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering>
void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last,StrictWeakOrdering comp);
这两种形式都要求形随机访问迭代器，因此只能用于容器vector或deque,这里我们只以第一种为例进行讲解
在数据量大时，采用Quick Sort，分段递归排序，一旦分段后的数据量小于门限值时，为避免递归的额外开销，便采用Insertion sort。
如果递归的层次过深，还会使用Heap Sort.
对于以下的以__开头的命名函数，表示其为被内部的其它函数调用，而不能被用户直接调用。
首先来看插入排序
template <class _RandomAccessIter>
void __insertion_sort(_RandomAccessIter __first, _RandomAccessIter __last) {
if (__first == __last) return;
for (_RandomAccessIter __i = __first + 1; __i != __last; ++__i)
__linear_insert(__first, __i, __VALUE_TYPE(__first)); }
其所调用的 __linear_insert如下示：
template <class _RandomAccessIter, class _Tp>
inline
void __linear_insert(_RandomAccessIter __first,
_RandomAccessIter __last, _Tp*) {
_Tp __val = *__last;
if (__val < *__first) {
copy_backward(__first, __last, __last + 1);
*__first = __val;
}
else __unguarded_linear_insert(__last, __val);
}
这里需要对其进行一下说明，通常情况下在进行插入排序时，既要进行大小的比较，又要对边界进行控制，经过上面的改进后，但只需要进行大小的比较便可，这就是代码的高明这处。
首先对要插入有序部分的元素__val与队首的最小元素 *__first进行比较，如果__val < *__first，则只__first与 __last之间的元素向后移一个位置，然后将__val插入队首。
如果__val >= *__first，则说明__val在将要新生成的有序队列中不是最小，因此，在下面的while中不用进行界限控制，只比较元素的大小即可。
template <class _RandomAccessIter, class _Tp>
void __unguarded_linear_insert(_RandomAccessIter __last, _Tp __val) {
_RandomAccessIter __next = __last;
--__next;
while (__val < *__next) {
*__last = *__next;
__last = __next;
--__next;
}
*__last = __val;
}
在STL中对避免快排时每次都选择最小或最大的元素做轴，使用以下函数选择一个三点中值。
template <class _Tp>
inline const _Tp& __median(const _Tp& __a, const _Tp& __b, const _Tp& __c) {
__STL_REQUIRES(_Tp, _LessThanComparable);
if (__a < __b)
if (__b < __c) return __b;
else if (__a < __c) return __c;
else return __a;
else if (__a < __c) return __a;
else if (__b < __c) return __c;
else return __b;
}
下面是快排中所要使用的分割函数。对[first,last)区间的元素进行分割，使用得中轴右边的元素大于等于中轴，左边的元素小于等于中轴，并返回中轴所在位置。
template <class _RandomAccessIter, class _Tp>
_RandomAccessIter __unguarded_partition(_RandomAccessIter __first,_RandomAccessIter __last,_Tp __pivot) {
while (true) {
while (*__first < __pivot) ++__first;
--__last;
while (__pivot < *__last) --__last;
if (!(__first < __last))
return __first;
iter_swap(__first, __last);
++__first;
}
}
sort 代码如下
template <class _RandomAccessIter>
inline void sort(_RandomAccessIter __first, _RandomAccessIter __last) {
if (__first != __last) {
__introsort_loop(__first, __last,
__VALUE_TYPE(__first),
__lg(__last - __first) * 2);
__final_insertion_sort(__first, __last);
}
}
基中__lg(n)用来找出2^k<=n的最大k值，用以控控制递归的深度。
template <class _Size>
inline _Size __lg(_Size __n) {
_Size __k;
for (__k = 0; __n != 1; __n >>= 1) ++__k;
return __k;
}
下面的是用来对区间使用快排，以达到部分有序状态。
template <class _RandomAccessIter, class _Tp, class _Size>
void __introsort_loop(_RandomAccessIter __first,
_RandomAccessIter __last, _Tp*,
_Size __depth_limit) {
while (__last - __first > __stl_threshold) {//__stl_threshold在这里用前面定义的常量16，当区间多于16个元素时，才有必要使用快排。
if (__depth_limit == 0) {//当递归的层次过深时，使用堆排序。
partial_sort(__first, __last, __last);
return;
}
--__depth_limit;
_RandomAccessIter __cut = __unguarded_partition(__first, __last,
_Tp(__median(*__first,
*(__first + (__last - __first)/2),
*(__last - 1))));//使用分割函数，反回中轴
__introsort_loop(__cut, __last, (_Tp*) 0, __depth_limit);//对右半部分进行递归排序
__last = __cut;//使尾指针指向中轴，即要对左半部分排序
}
}
最后使用插入排序对各部分进行排序。
template <class _RandomAccessIter>
void __final_insertion_sort(_RandomAccessIter __first,
_RandomAccessIter __last) {
if (__last - __first > __stl_threshold) {
__insertion_sort(__first, __first + __stl_threshold);
__unguarded_insertion_sort(__first + __stl_threshold, __last);
} else __insertion_sort(__first, __last);
}
些函数先判断元素个数是否大于16，如是大于，则先用__insertion_sort()对16个元素的子序列排序，再用__unguarded_insertion_sort()对
其余的排序。否则直接用__insertion_sort()排序。
template <class _RandomAccessIter>
inline void __unguarded_insertion_sort(_RandomAccessIter __first,
_RandomAccessIter __last) {
__unguarded_insertion_sort_aux(__first, __last, __VALUE_TYPE(__first));
}
template <class _RandomAccessIter, class _Tp, class _Compare>
void __unguarded_insertion_sort_aux(_RandomAccessIter __first,
_RandomAccessIter __last,
_Tp*, _Compare __comp) {
for (_RandomAccessIter __i = __first; __i != __last; ++__i)
__unguarded_linear_insert(__i, _Tp(*__i), __comp);
}
template <class _RandomAccessIter, class _Tp>
void __unguarded_linear_insert(_RandomAccessIter __last, _Tp __val) {
_RandomAccessIter __next = __last;
--__next;
while (__val < *__next) {
*__last = *__next;
__last = __next;
--__next;
}
*__last = __val;
}
ps:个人感觉__final_insertion_sort()中区分区间大小是多此一举，因为最终其调用的都是__unguarded_linear_insert()，其并没用针对不
同的大小区间采用明显不用的算法。