`std::list::sort()`가 하향식 병합 정렬 방식으로 전환된 이유는 무엇입니까?

STL: std::list::sort() 재검토

전통적으로 std::list::sort()는 다음을 사용하여 상향식 병합 정렬 알고리즘을 구현했습니다. 포인터. 그러나 Visual Studio 2015부터 표준 라이브러리는 하향식 병합 정렬 전략으로 전환되었습니다. 각 재귀 수준에서 반복되는 순차 스캔으로 인해 처음에는 비효율적이라는 인식이 있었음에도 불구하고 코드를 자세히 살펴보면 다른 내용이 드러납니다.

하향식 접근 방식 및 그 이점

대신 목록을 스캔하여 분할하는 하향식 접근 방식은 정수 크기를 2로 재귀적으로 나누어 요소 비교 횟수를 줄여 더 빠른 병합을 가능하게 합니다. 또한 중간점을 찾기 위해 std::next를 처음 사용하는 것은 비효율적으로 보일 수 있지만 목록의 속성을 활용하여 목록을 효율적으로 절반으로 나눕니다.

반복자를 사용하도록 변경하면 메모리 할당이 방지되고 보장됩니다. 예외 안전. 비교 함수에서 예외가 발생하면 목록은 데이터 손실 없이 순서대로 유지됩니다. 병합 논리에서 std::list::splice를 사용하면 원본 목록 내에서 노드를 효율적으로 이동할 수 있어 안정성과 예외 처리가 더욱 향상됩니다.

성능 고려 사항

초기 목록과 반대 가정에 따르면, std::list::sort()의 하향식 병합 정렬은 종종 특정 시나리오에서 상향식 병합 정렬보다 성능이 뛰어납니다. 분산된 노드가 있는 목록이나 메모리가 제한된 경우 하향식 병합 정렬은 더 나은 캐시 동작을 나타내므로 실행 속도가 더 빨라집니다. 그러나 메모리가 충분하다면 목록을 배열이나 벡터로 이동하고 해당 형식으로 정렬하는 것이 일반적으로 더 효율적입니다.

반복자를 사용한 대체 상향식 병합 정렬

하향식 접근 방식에서 일부는 반복자와 함께 작동하도록 상향식 병합 정렬을 수정하여 목록 배열이 필요하지 않도록 노력했습니다. 이 접근 방식은 반복자 배열을 활용하여 정렬된 실행 경계를 추적하고 병합을 위해 std::list::splice를 사용하여 하향식 접근 방식과 유사한 결과를 얻습니다.

결론

std::list::sort()의 하향식 병합 정렬은 성급한 결정이 아니라 신중하게 고려된 최적화로 상당한 성능과 안정성 향상을 가져왔습니다. 하향식 접근 방식이 항상 이상적인 것은 아니지만 특정 시나리오에서는 더 빠르고 안정적인 정렬 알고리즘을 제공하여 그 가치가 입증되었습니다.

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