是否有 C++ 函数对 std::stack 进行排序？

Question

我的代码中有一个std::stack，我需要对其进行排序。是否有任何内置功能可以做到这一点？因为std::stack 没有std::end。我可以使用std::sort 还是必须采用相同的旧方法，即使用辅助堆栈对原始堆栈进行排序？

Answer 1

可能有一个 std::stack::sort 模板使用两个辅助堆栈和多相归并排序（时间复杂度 O(n log(n))，见下文），或者该模板可以基于底层容器类型：std::deque、std::list 或 std::vector，因为可以为 std::stack 指定容器类型，例如：

    std::stack <int, std::vector<int>> mystack;

std::sort 可用于std::deque 或std::vector（两者都有随机访问迭代器），std::list::sort 可用于std::list。我不知道 std::stack 是否允许其他容器类型或自定义容器类型；如果允许，这将导致尝试基于容器类型创建 std::stack::sort 的问题。

使用辅助堆栈对原始堆栈进行排序

具有一个辅助堆栈的堆栈排序具有 O(n^2) 时间复杂度。具有两个辅助堆栈的堆栈排序，基于多相归并排序，时间复杂度为 O(n log(n))，但代码复杂。将堆栈移动到数组或向量，对数组或向量进行排序，然后创建一个新的排序堆栈会更快。

如果您对 3 个堆栈（原始堆栈和 2 个辅助堆栈）的多相合并排序感到好奇，我编写了链接到下面的示例。这些使用基于数组的自定义堆栈容器，并且与数组上的标准合并排序一样快，但需要 2 个临时堆栈。

很久以前，多相合并排序用于磁带驱动器。一些磁带驱动器可以向后读取，以避免倒带时间，本质上使它们像容器一样堆叠（向前写入，向后读取）。对于磁带驱动器，可以使用不同大小的文件标记或记录来指示运行结束，从而无需跟踪代码的运行边界。许多商业多相归并排序程序的高级版本是专有的，随着磁带排序逐渐消失在历史中，这些知识基本上随着时间的推移而丢失。

https://stackoverflow.com/a/38419908/3282056

Answer 2

template <class T, class U, class Compare>
void sort_stack(std::stack<T,U> &stack, Compare comp)
{
    std::vector<T> tmp_container;
    tmp_container.reserve(stack.size());
    while(!stack.empty())
    {
        tmp_container.push_back(std::move(stack.top()));
        stack.pop();
    }
    std::sort(tmp_container.begin(), tmp_container.end(), comp);
    for(auto it:tmp_container)
    {
        stack.push(std::move(it));
    }
}
template <class T, class U>
void sort_stack(std::stack<T,U> &stack)
{
    sort_stack(stack, std::less<T>());
}

据我所知，没有办法对堆栈进行就地排序。但一种解决方法是使用额外的空间。

Answer 3

std::stack 不是容器，而是容器适配器。

因此，考虑到它的预期语义--

充当底层容器的包装器 - 仅提供一组特定的函数。

--这是一个不能排序的特征。

由于constructor 将任何给定容器复制到堆栈中，直接对堆栈对象进行排序的唯一方法是对底层容器成员对象进行排序：

成员对象

Container c底层容器（受保护的成员对象）

为此，您需要从堆栈派生一个新的自定义类型，其中涉及派生自 std 容器类的所有 headaches。