STL 中的链表排序

一直以来学习排序算法， 都没有在链表排序上下太多功夫，因为用得不多。最近看STL源码，才发现，原来即使是链表，也能有时间复杂度为O(nlogn)的算法，

大大出乎我的意料之外，一般就能想到个插入排序。

下面的代码就是按照源码写出的（去掉了模板增加可读性），注意forward_list是C++11新加的单向链表，这里选这个是因为它更接近我们自己实现链表时的做法。

void sort_list(forward_list<int>& l){
	auto it = l.begin();
	if (l.empty() || ++it == l.end())
		return;
	forward_list<int> carry;
	forward_list<int> counter[64];//总共只设立了64个桶，因为第i个桶被填充的时候，里面至多2^i个元素，2^64，远超一般元素数目
	int fill = 0; //fill记录的是当前填到哪个桶了
	while (!l.empty()){
		carry.splice_after(carry.cbefore_begin(), l, l.cbefore_begin());//每次从原链表上取下一个元素
		int i = 0;
		while (i < fill && !counter[i].empty()){
			counter[i].merge(carry);
			carry.swap(counter[i++]);
		}
		carry.swap(counter[i]);
		if (i == fill) ++fill;
	}
	for (int i = 1; i < fill; ++i)
		counter[i].merge(counter[i - 1]);
	l.swap(counter[fill - 1]);
}

　　关于此算法的分析：网上很多争论这个到底是快速排序还是归并排序的（侯捷的书上说是快排）。

为了理解这个代码，可以手动运行一下。

fill，记录用到了几个桶，最外层循环保证这样一个事实：从第0个桶到第fill - 1个桶里面，要么为空，要么存储有2^fill个元素，而且是有序链表。

每次与新取下的元素（存储在carry中）合并的桶都是counter[0]。如果第0个桶里没有元素，那就直接放进去carry.swap(counter[i])。下一轮循环的

时候，因为counter[0]里有元素了，就会进入内层循环，这时候，counter[i].merge(carry)使得第0个桶变为一个含两个元素的链表，然后内层循环第二步，又将这个链表

转移到carry中，下一轮内层循环的时候，带有两个元素的carry就会争取与第1个桶合并（如果第1个桶不空的话），如果第一个桶为空，它将退出内层循环并将元素放进第一个桶，（此时发现i == fill，于是fill变为2）然后下一轮外层循环继续从链表中取下一个元素，（此时counter[0]为空,counter[1]中含有两个元素），如前面一样，先是发现counter[0]是空的，进不去内层循环，于是直接把元素填到counter[0]中，下一次外层循环又取一个元素，进入内层循环，与counter[0]合并，交换，然后下一轮内层循环中，带有两个元素的carry就会与带有两个元素的counter[1]合并，交换, i == fiil == 2退出内层循环，四个元素变到第2个桶中，fill++。

走完这一遍之后，感觉清晰了，但是除了外层循环的循环不变条件以外，实在是很难从基本的快排或归并排序的思想中想到这样去做。