一、背景
睡前忽然想写两行代码练练手，想起快速排序的一种变种实现，于是写了快速排序，在理论上完全没问题的情况下测试结果却很诡异，debug半天发现是宏定义导致，作为经验教训记录下来。
二、快速排序变种实现
原理：
|_| |_| |_________________________________________|
L R unSorted
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1、取哨兵下标为low，即首元素；初始状态L和R集合都为空，L集合用来存放小于pivot的值，R集合用于存放大于pivot的值。
pivot = vector<T>& vec[low] ; mi = low;
↓mi
|——|
|_| |_| |_________________________________________|
L R unSorted
2、遍历初始集合，如果发现当前下标元素值大于pivot则迭代器加1，不做任何操作，效果相当于移动元素到R中。
idx
|_| |__| |________________________________________|
L R unSorted
3、如果发现当前下标元素值小于pivot则需要将当前值放于集合L中，为了提升效率，使当前元素和R集合的首元素交换，然后迭代器加1；作用效果相当于L元素新增，R元素整体后移一位。
mi
↓ idx
|__| |__| |_______________________________________|
L R unSorted
4、当遍历完当前序列后unSorted的将为空，L和R将包含所有小于/大于pivot元素的集合。
mi
↓
|___________________| |_________________________|
L R
5、最终将首元素，即pivot和mi所指的元素交换，左右效果是mi这个选出来的哨兵节点已经就位，完成了一趟排序，之后将调用递归的方式对前半段和后半段进行排序（和大家所熟知的快排一致）。
三、具体实现，以下代码中swap函数用宏定义实现，为了逻辑紧凑，在swap的参数中用了“++”操作符。
1、排序逻辑
1 #ifndef __ALGO_SORT_QUICK_SORT_IMPROVED_H__ 2 #define __ALGO_SORT_QUICK_SORT_IMPROVED_H__ 3 4 #include <vector> 5 #include <iostream> 6 using namespace std; 7 8 #define swap(a, b) ({ 9 typeof(a) tmp = (a) ; 10 (a) = (b); 11 (b) = tmp; }) 12 13 template<typename Type> 14 static int partion(std::vector<Type>& elems, int low, int high) 15 { 16 Type pivot = elems[low]; 17 int mi = low; 18 for (int i = low + 1; i <= high; i++) 19 { 20 if (elems[i] < pivot) 21 { 22 //++mi; 23 swap(elems[++mi], elems[i]); 24 } 25 } 26 swap(elems[mi], elems[low]); 27 return mi; 28 } 29 30 template<typename Type> 31 void quick_sort_improved(std::vector<Type>& elems, int low, int high) 32 { 33 if (low < high) 34 { 35 int mi = partion(elems, low, high); 36 quick_sort_improved(elems, low, mi - 1); 37 quick_sort_improved(elems, mi + 1, high); 38 } 39 } 40 41 #endif
2、测试程序
1 vector<double> nums{18.1,16.12,32.21,12.22,13.1,53.21,221.5,354,123,42,22.11,33}; 2 quick_sort_improved<double>(nums, 0, nums.size() - 1); 3 for (int i = 0; i < nums.size(); i++ ) 4 { 5 cout << nums[i] << " "; 6 } 7 cout << endl;
3、测试输出
yg@yg-PC:~/workspace/Algo/src/sort/insertSort$ ./a.out 6.52013e-319 6.52013e-319 6.52013e-319 12.22 12.22 16.12 33 0 0 0 42 42
4、分析：由上结果可知，测试结果并未按照预期输出，乱七八糟的。
四、修复版
加了诸多debug信息，得知问题出在使用宏定义的过程中传入了++操作符，熟悉宏定义的人肯定遇到过类似问题；当前问题是：宏定义中表达式出现几次，++将会被调用几次，这当然不是期望的结果；知道原因后稍加修改。
template<typename Type> static int partion(std::vector<Type>& elems, int low, int high) { Type pivot = elems[low]; int mi = low; for (int i = low + 1; i <= high; i++) { if (elems[i] < pivot) { ++mi; swap(elems[mi], elems[i]); } } swap(elems[mi], elems[low]); return mi; }
测试输出：正确，符合预期
yg@yg-PC:~/workspace/Algo/src/sort/insertSort$ ./a.out 12.22 13.1 16.12 18.1 22.11 32.21 33 42 53.21 123 221.5 354
五、总结
日常代码中宏定义有时候无法避免，就像上面用到的swap，即便实现上已经避免了很多低级错误；但宏定义依然有很多不尽人意之处，就像上面的使用，编译器甚至都不会给个警告，在运行期也可以正常运行，但结果通却是莫名其妙的错误；通过一番折腾找出原因所在，以后在使用宏定义的地方一定要避免这种操作。