STL源码解析 - sort_heap
模板函数sort_heap具有如下两个版本
template<class _RanIt> void sort_heap(_RanIt _First, _RanIt _Last);
template<class _RanIt, class _Pr> void sort_heap(_RanIt _First, _RanIt _Last, _Pr _Pred);
其功能是完成区间 [_First, _Last) 内元素的堆排序，第一个版本采用小于操作符（operator<），
第二个版本采用一个二元谓词（binary predicate）。
下面将以第一个版本的算法源代码进行注释说明
template<class _RanIt> inline
void sort_heap(_RanIt _First, _RanIt _Last)
{ // order heap by repeatedly popping, using operator<
_DEBUG_HEAP(_First, _Last);
// 通过重复取出第一个元素完成堆排序
_Sort_heap(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last));
}
_Sort_heap函数
template<class _RanIt> inline
void _Sort_heap(_RanIt _First, _RanIt _Last)
{ // order heap by repeatedly popping, using operator<
_DEBUG_RANGE(_First, _Last);
_DEBUG_HEAP(_First, _Last);
// 通过重复取出第一个元素完成堆排序
for (; 1 < _Last - _First; --_Last)
std::pop_heap(_First, _Last);
}
pop_heap函数
template<class _RanIt> inline
void pop_heap(_RanIt _First, _RanIt _Last)
{ // pop *_First to *(_Last - 1) and reheap, using operator<
_DEBUG_RANGE(_First, _Last);
_DEBUG_HEAP(_First, _Last);
if (1 < _Last - _First) // 将第一个元素放在末尾
_Pop_heap_0(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Val_type(_First));
}
_Pop_heap_0函数
template<class _RanIt,
class _Ty> inline
void _Pop_heap_0(_RanIt _First, _RanIt _Last, _Ty *)
{ // pop *_First to *(_Last - 1) and reheap, using operator<
// 将第一个元素放在末尾，注意这里将原末尾元素以参数值传递形式传入
_Pop_heap(_First, _Last - 1, _Last - 1,
_Ty(*(_Last - 1)), _Dist_type(_First));
}
_Pop_heap函数
template<class _RanIt,
class _Diff,
class _Ty> inline
void _Pop_heap(_RanIt _First, _RanIt _Last, _RanIt _Dest,
_Ty _Val, _Diff *)
{ // pop *_First to *_Dest and reheap, using operator<
// 更新末值
*_Dest = *_First;
// 对末值前的区间元素进行堆调整，_Val 为原末值
std::_Adjust_heap(_First, _Diff(0), _Diff(_Last - _First), _Val);
}
_Adjust_heap函数
template<class _RanIt,
class _Diff,
class _Ty> inline
void _Adjust_heap(_RanIt _First, _Diff _Hole, _Diff _Bottom, _Ty _Val)
{ // percolate _Hole to _Bottom, then push _Val, using operator<
_Diff _Top = _Hole;
_Diff _Idx = 2 * _Hole + 2;
for (; _Idx < _Bottom; _Idx = 2 * _Idx + 2)
{ // move _Hole down to larger child
// 求取左右孩子中的值较大者
if (_DEBUG_LT(*(_First + _Idx), *(_First + (_Idx - 1))))
--_Idx;
// 这里使用了逗号表达式
*(_First + _Hole) = *(_First + _Idx), _Hole = _Idx;
}
if (_Idx == _Bottom)
{ // only child at bottom, move _Hole down to it
*(_First + _Hole) = *(_First + (_Bottom - 1));
_Hole = _Bottom - 1;
}
std::_Push_heap(_First, _Hole, _Top, _Val);
}
_Push_heap函数
template<class _RanIt,
class _Diff,
class _Ty> inline
void _Push_heap(_RanIt _First, _Diff _Hole,
_Diff _Top, _Ty _Val)
{ // percolate _Hole to _Top or where _Val belongs, using operator<
// 将给定值 _Val 放入正确的节点中
for (_Diff _Idx = (_Hole - 1) / 2;
_Top < _Hole && _DEBUG_LT(*(_First + _Idx), _Val);
_Idx = (_Hole - 1) / 2)
{ // move _Hole up to parent
// 当前节点值小于 _Val，则上溯
*(_First + _Hole) = *(_First + _Idx);
_Hole = _Idx;
}
// 找到不小于 _Val 的节点
*(_First + _Hole) = _Val; // drop _Val into final hole
}
至此已完成堆排序，不过使用sort_heap需要注意下面三点
（1）首先把建堆，即调用make_heap
（2）由于对原末值的保存是通过参数值传递，如_Pop_heap及以后的函数中的参数 _Val，因而对于某些复杂的自定义类型将不适用，
即expensive type
（3）sort_heap的时间复杂度为O(NlogN)
代码版本来源于Microsoft Visual Studio 2008 安装包中<algorithm>文件，版权归原作者所有！