原文：https://blog.csdn.net/chenhanzhun/article/details/39337331

前言

    由於STL本身的排序演算法sort接受的輸入迭代器是隨機訪問迭代器，但是雙向list連結串列容器的訪問方式是雙向迭代器，因此，不能使用STL本身的排序演算法sort，必須自己定義屬於自己訪問的排序演算法。我們從原始碼的剖析中，可以看到該排序演算法思想類似於歸併排序。

list容器之排序演算法sort

    在該排序演算法的實現過程中，定義了一個類似於搬運作用的連結串列carry和具有中轉站作用的連結串列counter，這裡首先對counter[i]裡面儲存資料的規則進行分析；counter[i]裡面最多儲存資料個數為

//按升序進行排序，list連結串列的迭代器訪問時雙向迭代器
//因為STL的排序演算法函式sort()是接受隨機訪問迭代器，在這裡並不適合
template <class _Tp, class _Alloc>
void list<_Tp, _Alloc>::sort()
{
  // Do nothing if the list has length 0 or 1.
  if (_M_node->_M_next != _M_node && _M_node->_M_next->_M_next != _M_node) 
  {
    list<_Tp, _Alloc> __carry;//carry連結串列起到搬運的作用
	//counter連結串列是中間儲存作用
	/*
	*其中對於counter[i]裡面最多的儲存資料為2^(i+1)個節點
	*若超出則向高位進位即counter[i+1]
	*/
    list<_Tp, _Alloc> __counter[64];
    int __fill = 0;
    while (!empty()) 
	{//若不是空連結串列
		//第一步：
      __carry.splice(__carry.begin(), *this, begin());//把當前連結串列的第一個節點放在carry連結串列頭
      int __i = 0;
      while(__i < __fill && !__counter[__i].empty()) 
	  {
        //第二步：
		  __counter[__i].merge(__carry);//把連結串列carry合併到counter[i]
        //第三步：
		  __carry.swap(__counter[__i++]);//交換連結串列carry和counter[i]內容
      }
      //第四步：
	  __carry.swap(__counter[__i]);//交換連結串列carry和counter[i]內容         
      //第五步：
	  if (__i == __fill) ++__fill;
    } 
 
    for (int __i = 1; __i < __fill; ++__i)
      //第六步：
		__counter[__i].merge(__counter[__i-1]);//把低位不滿足進位的剩餘資料全部有序的合併到上一位
    //第七步：
	swap(__counter[__fill-1]);//最後把已排序好的連結串列內容交換到當前連結串列
  }
}
 

    從原始碼中，我們可以看到，第一個while迴圈執行的條件是當前連結串列必須非空，該演算法的核心就是while裡面的處理，巢狀while(即第二個while)執行的條件是i小於fill且counter[i]連結串列是非空；下面給出例項進行分析，在分析之前先做一些規定：

1. 把第20行語句carry.splice(carry.begin(), *this, begin())標記為下圖中執行的步驟1；
2. 把第25行語句counter[i].merge(carry)標記為下圖中執行的步驟2；
3. 把第27行語句carry.swap(counter[i++])標記為下圖中執行的步驟3；
4. 把第30行語句carry.swap(counter[i])標記為下圖中執行的步驟4；
5. 把第32行語句if (i == fill) ++fill標記為下圖中執行的步驟5；
6. 把第37行for迴圈裡面語句counter[i].merge(counter[i-1])標記為下圖中執行的步驟6；
7. 把第39行最後一個語句swap(counter[fill-1])標記為下圖中執行的步驟7；

    下圖是待排序的原始連結串列：

    下面是排序演算法sort的執行過程，定義初始值fill=0，因為原始連結串列有四個節點，即原始連結串列非空，則執行while迴圈裡面的語句：注：由於方便畫圖，下面相鄰方塊之間表示是雙向連結串列的連線；白色的方塊表示空連結串列；

   第一次執行while迴圈：步驟1搬運連結串列carry取出當前連結串列的第一個資料節點7，初始值i=0，由於巢狀while迴圈條件不成立，則跳過巢狀while迴圈，直接進入到步驟4，交換carry和counter[i](i=0)的內容；又因為此時i=fill，則更新值++fill，即fill=1；流圖如下：

  第二次執行while迴圈：步驟1搬運連結串列carry取出當前連結串列的第一個資料節點5，初始值i=0，由於巢狀while迴圈條件成立，步驟2將carry連結串列的內容有序的合併到counter[i](i=0)連結串列中，再執行步驟3交換carry和counter[0]內容且i++，此時carry有兩個有序的節點5和7，counter[0]為空連結串列，i的值為i=1；這時巢狀while迴圈條件不成立；跳轉到步驟4交換carry和counter[1]的內容，且執行步驟5更新fill的值++fill，第二次while迴圈執行結束時，資料節點的狀況為：carry和counter[0]內容都為空，counter[1]有兩個有序的節點5和7，值fill=2；流圖如下：

   第三次執行while迴圈：步驟1搬運連結串列carry取出當前連結串列的第一個資料節點8，初始值i=0，由於巢狀while迴圈條件不成立，則跳過巢狀while迴圈，直接進入到步驟4，交換carry和counter[i](i=0)的內容；又因為此時i不等於fill，則不更新fill值，即fill=2；第三次while迴圈執行結束時，資料節點的狀況為：carry為空，counter[0]內容為一個節點8，counter[1]有兩個有序的節點5和7，值fill=2；流圖如下：

   第四次執行while迴圈：步驟1搬運連結串列carry取出當前連結串列的第一個資料節點1，初始值i=0，由於巢狀while迴圈條件成立，步驟2將carry連結串列的內容有序的合併到counter[i](i=0)連結串列中，再執行步驟3交換carry和counter[0]內容且i++，此時carry有兩個有序的節點1和8，counter[0]為空連結串列，i的值為i=1；這時巢狀while迴圈條件依然成立；繼續執行步驟2將carry的內容有序的合併到counter[1]連結串列中，再執行步驟3交換carry和counter[1]的內容且++i，此時，carry內容為四個有序的節點1、5、7和8，counter[0]和counter[1]的內容都為空連結串列，i的值為i=2；這時巢狀while迴圈條件不成立；跳轉到步驟4交換carry和counter[2]的內容，且執行步驟5更新fill的值++fill，第四次while迴圈執行結束時，資料節點的狀況為：carry、counter[0]和counter[1]內容都為空，counter[2]有四個有序的節點1、5、7和8，值fill=3；流圖如下：

    最後，由於此時當前連結串列為空連結串列，則跳出while迴圈，執行for語句，因為i=2之前的counter[1]和counter[0]內容都為空，則執行完for語句之後連結串列都沒變化，然後執行步驟7交換當前連結串列和counter[2]的內容，執行完後，counter[2]為空，當前連結串列內容為四個有序的節點1、5、7和8；流程如下：

    以上是list排序演算法的整個流程，關鍵是要理解其核心，不斷地更新連結串列內容。

    參考資料：

        《STL原始碼剖析》侯捷；

        《STL原始碼剖析之list的sort函式實現》