如何仅使用标准库对 LinkedList 进行排序？答案

【问题标题】：How can I sort a LinkedList with just the standard library?如何仅使用标准库对 LinkedList 进行排序？
【发布时间】：2015-08-16 10:58:19
【问题描述】：

Vec 提供了一种排序方法（通过Deref 实现），但LinkedList 没有。 Rust 标准库中是否有通用算法允许对LinkedLists 进行排序？

【问题讨论】：

我怀疑是这样，销毁列表、分配另一个容器并重新创建另一个列表是可行的解决方案吗？因为排序链表效果不好。
为什么说排序链表效果不好？合并排序是对链表进行排序的好方法...
@wspeirs 因为链表很慢。使用LinkedList → Vec → LinkedList 几乎肯定会比就地排序更快。为什么你还有LinkedList？
@wspeirs：理论和实践的问题在于它们只是在理论上是相同的。在这种情况下，虽然您确实可以使用链表获得 O(N log N) 复杂性，但实际上由于缓存未命中和恒定因素，它通常很慢。 C++ 提供了list.sort()，因为std::sort 需要随机访问迭代器，因此需要专门的版本；但是后来 C++ 还提供了list.size()，它阻止了 O(1) 拼接，所以我不确定这是一个好主意。
@Veedrac 我们还没有找到一种方法来使类似RandomAccessIterator 的抽象工作允许排序。当前的 RAI 提供只读访问权限。

标签： rust

【解决方案1】：

我认为没有内置的方法可以做到这一点。但是，您可以将列表内容移动到Vec，对其进行排序并将其转回链表：

let mut vec: Vec<_> = list.into_iter().collect();
vec.sort();
let list: LinkedList<_> = vec.into_iter().collect();

这个想法甚至没有看起来那么糟糕 - 请参阅here。虽然存在用于对链表进行排序的相对较快的算法确实，但它们不会像平面数组排序那样为您提供尽可能多的缓存性能。

【讨论】：

我在这里唯一担心的是消耗然后重新分配列表意味着释放/重新分配内存。我想知道向量中的工作是否可以代理，即不是传输列表元素，而是将引用放入向量中，然后对向量进行排序实际上会改变列表元素。 . 或者至少，不是使用列表，而是用“假人”替换它的元素，然后用排序值再次替换假人。
是的，重新分配是对的。我认为像read_into_vec<T>(list: &mut LinkedList<T>, vec: &mut Vec<T>) unsafe 函数及其对应的read_into_list<T>(vec: &mut Vec<T>, list: &mut LinkedList<T>)（也是不安全的）这样的东西可以在不释放它们的情况下移动元素，但在这里应该非常小心恐慌和析构函数。
代理也会破坏基于 CPU 缓存的加速，因为它需要通过双重间接访问列表元素。
if 'T: Copy' 那么你在创建 vec 时只能进行一次分配，然后只需将 vec 的值复制到链表的值上

【解决方案2】：

参见this question，它非常相似，但语言不特殊。

不久前我研究了这个主题（使用 C，但也适用于 Rust）。

除了转换为向量和排序，然后转换回链表。合并排序通常是对链表进行排序的最佳方法。

双链表和单链表都可以使用相同的方法（双向链接没有优势）。

这是一个很好的merge-sort的例子，但是经过一些进一步的调查，我发现Mono's eglib mergesort要更有效，尤其是当列表已经部分排序时。

将它从 C 移植到 Rust 应该不会太难。

【讨论】：