爲什麼自己寫的快速排序要比algorithm命名空間下的sort要慢？

        最近幾天一直被poj上的一個題目困擾着，倒不是問題有多難，而是老是超時，而且超時不打緊，要命的是程序的主要耗時程序爲排序部分，自己寫的如下快速排序代碼：

void swap(int *num1, int *num2)
 {
     int temp = *num1;
     *num1 = *num2;
     *num2 = temp;
 }
 int partition(int num[], int begin,int end)
 {
    while(begin<end)
    {
       while(begin<end && num[begin]<=num[end]) 
	  --end;
       if(begin<end) 
          swap(&num[begin],&num[end]);
       while(begin<end && num[begin]<=num[end])
	 ++begin;
       if(begin<end) 
         swap(&num[begin],&num[end]);
    }
    return begin;
 }
 void sort(int num[],int begin,int end)
 {
    if(begin<end)
    {
       int mid = partition(num,begin,end);
       sort(num,begin,mid-1);
       sort(num,mid+1,end);
    }
}

用了上面屬於教科書上的代碼，提交，顯示超時，只能對快排繼續改進，由於在快速排序使用較多的函數是swap和partition，而partition使用了值傳遞，於是將程序改成了下面的代碼：

void sort(int num[],int begin,int end)
{
    int i = begin;
    int j = end;
    if(begin<end)
    {
         while(begin<end)
         {
              while(begin<end && num[begin]<=num[end])
                       --end;
              if(begin<end)
              {
                  int tmp = num[begin];   
                  num[begin] = num[end];
                  num[end] =tmp;
              } 
              while(begin<end && num[begin]<=num[end]) 
                       ++begin;
              if(begin<end) 
              {
                  int tmp = num[begin];   
                  num[begin] = num[end];
                  num[end] =tmp;
              } 
         }
         sort(num,i,begin-1);
         sort(num,begin+1,j);
    }
}

再次提交，結果顯示AC。顯示時間爲485ms。但是重複提交有時會顯示超時。於是我再次使用algorithm命名空間下的sort方法，其聲明如下

template <class RandomAccessIterator>
    void
    sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);

再次提交，結果顯示AC，時間顯示爲463ms，可以看到庫下面的排序要比我自己寫的還是要快不少，而且是一直AC。爲什麼後者要比前者快呢？

網上分析的原因有：

std::sort使用的算法在大多數情況下都比quick sort算法要快，並且，在quick sort越慢的情況下越明顯。Quick sort 平均情況下爲O( NlogN ) ，在最壞情況下爲 O (N^2)。 而std::sort是針對Quick sort最壞情況做的改進，從而保持了 O(NlogN) 的複雜度。但是，對適合quick sort的情況下，std::sort的改進沒有起作用，反而多做了一些操作，就比quick sort慢了。
所以測試數據對於這兩種算法的比較有很大影響。

std::sort使用的算法有些忘記了，好象是這樣的：先遞歸使用quick sort的某個版本（主要是參照值的選擇方案，用了三點選中）；當長度較小時（如<20），改用另一種算法（名字忘了，它在長度較短且比較接近排序完成時比quick sort更快，這個條件正好符合此時的情形）；而當性能向 O(N^2) 趨近時，改用heap sort。

 

看來自己寫的快速排序確實是受測試數據的影響，在測試數據爲倒序時，其時間複雜度爲O(n^2)了，而std:sort的算法更加靈活，不受測試數據的影響，所以最終會比自己寫的要快。