c++ - 排序列表和结构 vector 之间的性能差距。 C++

Question

我写了一个简单的 C++ 代码来检查排序数据的速度，以列表的形式表示，然后是 vector 。

在列表的情况下，我得到的时间为 27 秒。对于 vector ，我得到 10 秒。为什么会有巨大的性能差距？用于对列表和 vector 进行排序的算法不是相同的吗？即。合并排序？

编辑: 最后一点我可能错了。据我所知，教科书在理论上描述排序算法时，似乎是在 std::vector 的意义上使用 list 这个词。我不知道怎么办 vector 的排序算法与列表的排序算法有何不同，所以如果有人可以澄清那将非常有帮助。谢谢你。

 //In this code we compare the sorting times for lists and vectors.
//Both contain a sequence of structs

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <iomanip>
using namespace std;


struct particle
{
  double x;
  double y;
  double z;
  double w;

    bool operator<(const particle& a) const
    {
        return x < a.x;
    }

};


int main(int argc, char *argv[])
{
  int N=20000000;
  clock_t start,stop;

  vector<particle> myvec(N);
  vector<particle>::iterator cii;
  //Set vector values
  for (cii = myvec.begin(); cii != myvec.end(); ++cii)
  {
    cii->x =1.0*rand()/RAND_MAX;
    cii->y =1.0*rand()/RAND_MAX;
    cii->z =1.0*rand()/RAND_MAX;
    cii->w =1.0*rand()/RAND_MAX;
 }


  list<particle> mylist(N);
  list<particle>::iterator dii;

   //Set list values
  for (cii=myvec.begin(),dii = mylist.begin(); dii != mylist.end() && cii!=myvec.end(); ++dii, ++cii)
  {
      dii->x =cii->x;
      dii->y =cii->y;
          dii->z =cii->z;
      dii->w =cii->w;
 }


  //Sort the vector 

  start=clock();
  sort(myvec.begin(),myvec.end());
  stop=clock();
  cout<<"Time for sorting vector "<<(stop-start)/(double) CLOCKS_PER_SEC<<endl;



  //Sort the list
  start=clock();
  mylist.sort();
  stop=clock();
  cout<<"Time for sorting list "<<(stop-start)/(double) CLOCKS_PER_SEC<<endl;



  return 0;
}

Answer 1

std::vector 未使用合并排序进行排序(在大多数实现中；标准未指定算法)。

std::list 没有 O(1) 随机访问，因此它不能使用像 Quick sort* 这样需要 O(1) 随机访问才能快速的算法(这也是为什么 std::sort 不适用于 std::list。)

有了这个，您将不得不使用前向迭代就足够的算法，例如合并排序**。

并且合并排序通常较慢 [1] [2] .

另请参阅:what's the difference between list.sort and std::sort?

*: libstdc++ 实际上使用了 introsort。
**: libstdc++ 实际上使用了 a variant of merge sort