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最近写代码，无意中发现了一个坑，关于自定义比较函数的stl sort函数的坑，于是记录下来。
先贴代码：
1 #include <iostream> 2 #include <vector> 3 #include <algorithm> 4 5 struct finder 6 { 7 bool operator()(int first, int second){return first <= second;} 8 } my_finder; 9 10 int main(int argc, char** argv) 11 { 12 int value = atoi(argv[1]); 13 int num = atoi(argv[2]); 14 std::vector<int> vecTest; 15 for(int i=0; i!=num; ++i) 16 vecTest.push_back(value); 17 18 std::sort(vecTest.begin(), vecTest.end(), my_finder); 19 for(int i=0; i!=vecTest.size(); ++i) 20 std::cout<<vecTest[i]<<‘\t‘; 21 std::cout<<std::endl; 22 23 return 0; 24 }
这段代码看上去好好的，实际上却有core的可能。
且看图：
敏思苦想很久，也想不出为啥会core，后来查了资料，才发现了问题所在，现在通过源码分析一下原因。
于是定位到sort函数：
1 template<typename _RandomAccessIterator, typename _Compare> 2 inline void 3 sort(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last, 4 _Compare __comp) 5 { 6 typedef typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::value_type 7 _ValueType; 8 9 // concept requirements 10 __glibcxx_function_requires(_Mutable_RandomAccessIteratorConcept< 11 _RandomAccessIterator>) 12 __glibcxx_function_requires(_BinaryPredicateConcept<_Compare, _ValueType, 13 _ValueType>) 14 __glibcxx_requires_valid_range(__first, __last); 15 16 if (__first != __last) 17 { 18 std::__introsort_loop(__first, __last, __lg(__last - __first) * 2, 19 __comp); 20 std::__final_insertion_sort(__first, __last, __comp); 21 } 22 }
这是stl_algo.h中的sort函数，且忽略10-14行的参数检查，实际上sort函数先是用了introsort(内省排序，http://en.wikipedia.org/wiki/Introsort)，然后采用了insertsort(插入排序)。
1、我们先来分析内省排序吧。
先来看看__introsort_loop的函数原型
1 template<typename _RandomAccessIterator, typename _Size> 2 void 3 __introsort_loop(_RandomAccessIterator __first, 4 _RandomAccessIterator __last, 5 _Size __depth_limit) 6 { 7 typedef typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::value_type 8 _ValueType; 9 10 while (__last - __first > int(_S_threshold)) 11 { 12 if (__depth_limit == 0) 13 { 14 std::partial_sort(__first, __last, __last); 15 return; 16 } 17 --__depth_limit; 18 _RandomAccessIterator __cut = 19 std::__unguarded_partition(__first, __last, 20 _ValueType(std::__median(*__first, 21 *(__first 22 + (__last 23 - __first) 24 / 2), 25 *(__last 26 - 1)))); 27 std::__introsort_loop(__cut, __last, __depth_limit); 28 __last = __cut; 29 } 30 }
如果__last - __first > int(_S_threshold)的时候，就开始循环了。
关于_S_threshold的定义：
1 enum { _S_threshold = 16 };
好吧，是写死的，为【16】
注意，我为什么把16标红，这就是坑开始的地方了。如果元素小于16(第10行)，就直接略过，开始了：
std::__final_insertion_sort(__first, __last, __comp); // 本次不对其进行分析
我们继续往下走，__depth_limit哪来的呢。看代码：
1 template<typename _Size> 2 inline _Size 3 __lg(_Size __n) 4 { 5 _Size __k; 6 for (__k = 0; __n != 1; __n >>= 1) 7 ++__k; 8 return __k; 9 }
还记得sort调用introsort吗？
std::__introsort_loop(__first, __last, __lg(__last - __first) * 2, __comp);
当__depth_limit !=
0时，则开始了introsort递归，而真正影响它的是__unguarded_partition函数。
__unguarded_partition函数原型：
1 template<typename _RandomAccessIterator, typename _Tp, typename _Compare> 2 _RandomAccessIterator 3 __unguarded_partition(_RandomAccessIterator __first, 4 _RandomAccessIterator __last, 5 _Tp __pivot, _Compare __comp) 6 { 7 while (true) 8 { 9 while (__comp(*__first, __pivot)) 10 ++__first; 11 --__last; 12 while (__comp(__pivot, *__last)) 13 --__last; 14 if (!(__first < __last)) 15 return __first; 16 std::iter_swap(__first, __last); 17 ++__first; 18 } 19 }
好吧，终于要找到原因了，就是这个__pivot了。
还记得我们自定义的__comp函数吗？
struct finder
{
bool operator()(int first, int second){return
first <= second;}
}
my_finder;
当*__first == __pivot的时候，返回了true，然后，执行了16行的元素交换。
那如果像我测试的代码那样，所有元素都相等呢？岂不就是走进了死循环，等着的就可能是越界了。
为什么__unguarded_partition不检查边界呢？有人分析称是为了效率，再大数据排序的时候，每次都需要校验边界，确实也是个很大开销。
后来看人总结：永远让比较函数对相等的值返回false(来自Effective C++)
附上正确代码：
1 #include <iostream> 2 #include <vector> 3 #include <algorithm> 4 5 struct finder 6 { 7 //永远让比较函数中对相等值返回false 8 bool operator()(int first, int second){return first < second;} 9 } my_finder; 10 11 int main(int argc, char** argv) 12 { 13 int value = atoi(argv[1]); 14 int num = atoi(argv[2]); 15 std::vector<int> vecTest; 16 for(int i=0; i!=num; ++i) 17 vecTest.push_back(value); 18 19 std::sort(vecTest.begin(), vecTest.end(), my_finder); 20 for(int i=0; i!=vecTest.size(); ++i) 21 std::cout<<vecTest[i]<<‘\t‘; 22 std::cout<<std::endl; 23 24 return 0; 25 }
结果：
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