是什么让gcc std :: list排序实现如此之快？

Question

我有一个链表实现，我正在尝试使用Mergesort和QuickSort算法。

我不明白为什么std :: list中的排序操作如此之快。 查看linux下的std :: list，它似乎也是链表，而不是基于数组的列表。

我尝试的合并排序几乎与Dave Gamble的版本相同： Merge Sort a Linked List

另外，我想我会尝试一个基于此代码的简单快速排序： http://www.flipcode.com/archives/Quick_Sort_On_Linked_List.shtml

令人惊讶的是，使用std :: list和sort对1000万个随机数进行排序比其他任何一个快10倍。

对于那些提出要求的人，是的，我需要在这个项目中使用自己的列表类。

Answer 1

我一直在研究list::sort（source code）有趣的GLibC实现，它似乎没有实现传统的合并排序算法（至少没有我曾经有过的算法）之前见过。）

基本上它的作用是：

1. 创建一系列存储桶（共64个）。
2. 删除列表的第一个元素，将其排序并与第一个（i=0）存储桶合并。
3. 如果在合并之前，i存储桶不为空，请将i存储桶与i+1存储桶合并。
4. 重复步骤3，直到我们与空桶合并。
5. 重复步骤2和3，直到要排序的列表为空。
6. 将所有剩余的非空桶合并在一起，从最小到最大。

小注意事项：将存储桶X与存储桶Y合并将删除存储桶X中的所有元素，并将其添加到存储桶Y，同时保持所有内容排序。另请注意，广告连播中的元素数量为0或2^i。

现在为什么这比传统的合并排序更快？好吧，我不能肯定地说，但这里有一些想到的事情：

• 它从不遍历列表以找到中间点，这也使算法更加缓存友好。
• 由于较早的存储桶较小并且使用频率较高，因此对merge的调用会减少对缓存的影响。
• 编译器能够更好地优化此实现。需要比较生成的程序集以确保这一点。

我很确定实施此算法的人员对其进行了彻底的测试，因此，如果您想要一个明确的答案，您可能需要在GCC邮件列表中询问。