使用STL对几乎排序的数组进行排序

本文介绍如何使用STL（标准模板库）对一个几乎排序好的数组进行排序，以优化排序的效率。

背景

当我们需要对一个数组进行排序时，可以选择不同的排序算法，如快速排序、冒泡排序、合并排序等等。这些算法各有优缺点，应据具体情况选择。但当我们要对一个几乎排序好的数组进行排序时，这些算法却可能会浪费很多时间，因为数组本身已经接近有序状态，排序算法会对数组进行不必要的交换操作，导致效率降低。

例如下面的数组：

1,2,3,4,5,6,7,8,10,9

这个数组只有一个元素的位置不正确，如果我们选择用快速排序算法进行排序，它仍然要对整个数组进行分割和交换操作，即使排序后的结果仍然是一个几乎排序好的数组。

解决方法

为了解决这个问题，我们可以使用STL提供的 std::sort 函数对数组进行排序。std::sort 是一个通用的排序算法，在不同的场合下可以提供不同的排序策略，可以自适应各种输入，适用于不同类型的数据。在本文中，我们将使用 std::sort 来实现排序。

std::sort 的使用方法很简单，只需要传入待排序的数组的首地址和末地址，然后函数会自动根据数据类型判断排序策略，进行排序。

template<class RandomIt>
void sort(RandomIt first, RandomIt last);

通过观察 std::sort 的实现，我们可以发现它内部采用的排序算法是 introsort，即快速排序与堆排序的混合体，它的时间复杂度为 $O(n \log n)$，在大多数情况下表现得很好。但对于几乎排序好的数组，它会自动改用插入排序算法，以提高效率。

实现

以下是一个使用 std::sort 对几乎排序好的数组进行排序的示例代码：

#include <iostream>
#include <algorithm>

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,10,9};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

    std::sort(arr,arr+n);

    for(int i=0; i<n; i++)
        std::cout << arr[i] << " ";
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

首先定义一个整型数组 arr，然后计算数组元素个数，调用 std::sort 函数对数组进行排序，最后打印排序结果。

运行结果如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

我们可以看到，数组已经按照升序排列好了，而只对一个元素进行了交换操作，排序效率得到了明显提高。

总结

使用STL对一个几乎排序好的数组进行排序，可以提高排序效率。在C++ 中，STL提供了 std::sort 函数来实现这个功能，它内部采用的排序算法是 introsort，可以自适应不同的数据类型和输入，并在几乎排序好的情况下自动选择更优的排序策略。