目前 C++ 中 std::sort 的实现使用的是 内省排序 （Introsort）、和插入排序共用的方式。当总元素数量小于一个阈值时（通常是 16），那么 sort 将只会使用插入排序。在内省排序中，当到达一定深度时（深度为元素数量的对数值），排序将转为堆排序。
/// This is a helper function...
template<typename _RandomAccessIterator, typename _Compare>
_GLIBCXX20_CONSTEXPR
inline _RandomAccessIterator
__unguarded_partition_pivot(_RandomAccessIterator __first,
_RandomAccessIterator __last, _Compare __comp)
{
_RandomAccessIterator __mid = __first + (__last - __first) / 2;
std::__move_median_to_first(__first, __first + 1, __mid, __last - 1,
__comp);
return std::__unguarded_partition(__first + 1, __last, __first, __comp);
}
template<typename _RandomAccessIterator, typename _Compare>
_GLIBCXX20_CONSTEXPR
inline void
__partial_sort(_RandomAccessIterator __first,
_RandomAccessIterator __middle,
_RandomAccessIterator __last,
_Compare __comp)
{
std::__heap_select(__first, __middle, __last, __comp);
std::__sort_heap(__first, __middle, __comp);
}
/// This is a helper function for the sort routine.
template<typename _RandomAccessIterator, typename _Size, typename _Compare>
_GLIBCXX20_CONSTEXPR
void
__introsort_loop(_RandomAccessIterator __first,
_RandomAccessIterator __last,
_Size __depth_limit, _Compare __comp)
{
while (__last - __first > int(_S_threshold))
{
if (__depth_limit == 0)
{
std::__partial_sort(__first, __last, __last, __comp);
return;
}
--__depth_limit;
_RandomAccessIterator __cut =
std::__unguarded_partition_pivot(__first, __last, __comp);
std::__introsort_loop(__cut, __last, __depth_limit, __comp);
__last = __cut;
}
}
template<typename _RandomAccessIterator, typename _Compare>
_GLIBCXX20_CONSTEXPR
inline void
__sort(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last,
_Compare __comp)
{
if (__first != __last)
{
std::__introsort_loop(__first, __last,
std::__lg(__last - __first) * 2,
__comp);
std::__final_insertion_sort(__first, __last, __comp);
}
}
/**
* @brief Sort the elements of a sequence.
* @ingroup sorting_algorithms
* @param __first An iterator.
* @param __last Another iterator.
* @return Nothing.
*
* Sorts the elements in the range `[__first, __last)` in ascending order,
* such that for each iterator `i` in the range `[__first, __last - 1)`,
* `*(i+1) < *i` is false.
*
* The relative ordering of equivalent elements is not preserved, use
* `stable_sort()` if this is needed.
*/
template<typename _RandomAccessIterator>
_GLIBCXX20_CONSTEXPR
inline void
sort(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last)
{
// concept requirements
__glibcxx_function_requires(_Mutable_RandomAccessIteratorConcept<
_RandomAccessIterator>)
__glibcxx_function_requires(_LessThanComparableConcept<
typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::value_type>)
__glibcxx_requires_valid_range(__first, __last);
__glibcxx_requires_irreflexive(__first, __last);
std::__sort(__first, __last, __gnu_cxx::__ops::__iter_less_iter());
}
这里的函数从下往上看，外部调用的 std::sort 是下面第一个函数，它经过一些断言以后直接使用了 std::__sort，也就是倒数第二个函数。在 std::__sort 中，当容器内部不为空的时候，固定先使用内省排序再使用插入排序。在内省排序（std::__introsort_loop）中，若容器元素数量小于阈值就什么也不做，就相当于在数量较小时只使用插入排序，当达到深度限制以后，将转为堆排序（即 std::__partial_sort 的实现），否则（std::__unguarded_partition_pivot）将选取处于容器中间位置的元素作为基准，将小于基准的移动到左侧，大于基准的移动到右侧，并递归调用，即快速排序的思路。
关于深度限制为 2 倍的容器元素个数的对数，在理想情况下容器每次被二等分时是永远到达不了这个限制的，但需要注意基准的选择是直接选取位于中间位置的元素，也因此极大概率是无法二等分的，此时就能够达到容器深度的限制了。