為什麼'std::sort”並不總是為小範圍呼叫'std::swap”？

std::sort 並不總是調用std::swap

在某些情況下，std::sort 可能不會呼叫自訂交換為給定資料類型定義的函數。這種行為已在 GCC 的 stdlibc 實作中觀察到，並且在處理小範圍元素時尤其明顯。

為了提高效能效率，GCC 的 std::sort 實作對低於特定大小的範圍採用插入排序。這是因為對於小型資料集，插入排序比快速排序或內插排序更快。但是，插入排序不使用定義的交換函數。相反，它會直接移動整個元素範圍以實現更快的效能。

下面的程式碼片段說明了此行為：

<code class="cpp">#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

namespace my_space
{

struct A
{
    double a;
    double* b;
    bool operator<(const A& rhs) const
    {
        return this->a < rhs.a;
    }
};

void swap(A& lhs, A& rhs)
{
    std::cerr << "My swap.\n";
    std::swap(lhs.a, rhs.a);
    std::swap(lhs.b, rhs.b);
}

}

int main()
{
    const int n = 20;
    std::vector<my_space::A> vec(n);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        vec[i].a = -i;
    }

    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cerr << vec[i].a << " ";
    }
    std::cerr << "\n";
    std::sort(vec.begin(), vec.end());
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cerr << vec[i].a << " ";
    }
    std::cerr << "\n";
}</code>

當 n 設定為 20 時，呼叫自訂交換函數，並且陣列已正確排序。但是，如果 n 減少到 4，則不會呼叫自訂交換函數，但陣列仍然正確排序。

在處理複製成本高昂的物件時，此行為可能會出現問題。為了緩解此問題，請考慮使用始終呼叫提供的交換函數的 std::sort 實作。此外，您可能需要向 GCC 開發人員報告此行為以進行進一步優化。

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