
文章目录
- 1. 功能概述
- 2. 算法原理
- 2.1 std::is_sorted
- 2.2 std::is_sorted_until
- 3. 简化源码实现
- 3.1 基于直接遍历的实现
- 3.2 基于 std::adjacent_find 的实现(标准库风格)
- 3.3 带自定义比较器的版本
- 4. 使用示例
- 5. 应用场景
- 6. 注意事项
1. 功能概述
- std::is_sorted:检查序列是否按升序(或自定义顺序)排列,返回布尔值。
- std::is_sorted_until:返回序列中第一个破坏排序的元素迭代器,若完全有序则返回尾迭代器。
2. 算法原理
2.1 std::is_sorted
- 核心逻辑:遍历序列,检查所有相邻元素对是否满足排序条件(默认前 <= 后)。
- 边界情况:空序列或单元素序列视为有序。
- 时间复杂度:O(n),n为元素个数。
2.2 std::is_sorted_until
- 核心逻辑:遍历序列,找到第一个不满足排序条件的相邻元素对,返回后一个元素的迭代器。
- 时间复杂度:O(n)。
3. 简化源码实现
3.1 基于直接遍历的实现
template <typename ForwardIt>
bool is_sorted(ForwardIt first, ForwardIt last) {if (first == last) return true; for (ForwardIt next_it = std::next(first); next_it != last; ++first, ++next_it) {if (*next_it < *first) { return false;}}return true;
}
template <typename ForwardIt>
ForwardIt is_sorted_until(ForwardIt first, ForwardIt last) {if (first == last) return last;for (ForwardIt next_it = std::next(first); next_it != last; ++first, ++next_it) {if (*next_it < *first) { return next_it;}}return last;
}
3.2 基于 std::adjacent_find 的实现(标准库风格)
#include <algorithm>
template <typename ForwardIt>
bool is_sorted(ForwardIt first, ForwardIt last) {return std::adjacent_find(first, last, std::greater<>) == last;
}template <typename ForwardIt>
ForwardIt is_sorted_until(ForwardIt first, ForwardIt last) {auto it = std::adjacent_find(first, last, std::greater<>);return (it == last) ? last : std::next(it);
}
3.3 带自定义比较器的版本
template <typename ForwardIt, typename Compare>
bool is_sorted(ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp) {if (first == last) return true;for (ForwardIt next_it = std::next(first); next_it != last; ++first, ++next_it) {if (comp(*next_it, *first)) { return false;}}return true;
}template <typename ForwardIt, typename Compare>
ForwardIt is_sorted_until(ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp) {if (first == last) return last;for (ForwardIt next_it = std::next(first); next_it != last; ++first, ++next_it) {if (comp(*next_it, *first)) {return next_it;}}return last;
}
4. 使用示例
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>int main() {std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};std::vector<int> v2 = {1, 3, 2, 4, 5};std::cout << "v1 is sorted: " << std::boolalpha << std::is_sorted(v1.begin(), v1.end()) << "\n"; std::cout << "v2 is sorted: " << std::is_sorted(v2.begin(), v2.end()) << "\n"; auto it1 = std::is_sorted_until(v1.begin(), v1.end());auto it2 = std::is_sorted_until(v2.begin(), v2.end());std::cout << "v1 sorted until index: " << (it1 - v1.begin()) << "\n"; std::cout << "v2 sorted until index: " << (it2 - v2.begin()) << "\n"; std::vector<int> v3 = {5, 4, 3, 2, 1};std::cout << "v3 is sorted descending: " << std::is_sorted(v3.begin(), v3.end(), std::greater<int>()) << "\n"; return 0;
}
5. 应用场景
- 验证排序结果正确性。
- 快速判断序列是否需要排序。
- 获取最长有序前缀长度(通过
std::distance(first, is_sorted_until(first, last))
)。
6. 注意事项
- 迭代器类型:支持前向迭代器及以上(如双向迭代器、随机访问迭代器)。
- 自定义比较器:需满足严格弱序(Strict Weak Ordering)。
- 空序列处理:始终返回 true(is_sorted)或尾迭代器(is_sorted_until)。