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std::ranges::nth_element

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受约束算法和范围上的算法 (C++20)
受约束算法,例如 ranges::copy, ranges::sort, ...
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(C++11)    

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集合操作(在已排序范围上)
堆操作
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排列操作
折叠操作
数值操作
(C++23)            
未初始化存储上的操作
返回类型
 
定义于头文件 <algorithm>
调用签名
template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
requires std::sortable<I, Comp, Proj>
constexpr I
    nth_element( I first, I nth, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(1) (C++20 起)
template< ranges::random_access_range R,
          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
requires std::sortable<iterator_t<R>, Comp, Proj>
constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>
    nth_element( R&& r, iterator_t<R> nth, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(2) (C++20 起)

重排 [first, last) 中的元素,使得:

  • 由 nth 指向的元素会被更改为若将 [first, last) 按照 comp 和 proj 排序后该位置会出现的元素。
  • 所有在此新 nth 元素之前的元素小于等于所有在此新 nth 元素之后的元素。即,对于每个迭代器 i、j 分别位于范围 [first, nth) 和 [nth, last) 中,表达式 std::invoke(comp, std::invoke(proj, *j), std::invoke(proj, *i)) 求值为 false。
  • 若 nth == last,则函数无效果。
1) 元素使用给定的二元比较函数对象 comp 和投影对象 proj 进行比较。
2) 与 (1) 相同,但使用 r 作为范围,如同以 ranges::begin(r) 作为 first 并以 ranges::end(r) 作为 last。

此页面上描述的函数式实体是算法函数对象(非正式名称为 niebloids),即:

参数

first, last - 定义待重排元素范围的 区间 迭代器-哨位对
r - 待重排的元素范围
nth - 定义分区点的迭代器
comp - 用于比较投影元素的比较器
proj - 应用于元素的投影

返回值

1) 一个等于 last 的迭代器。
2) 与 (1) 相同,若 r 是左值或属于 borrowed_range 类型。否则返回 std::ranges::dangling 。

复杂度

平均而言,时间复杂度与 ranges:: distance ( first, last ) 呈线性关系。

注释

所采用的算法通常是 内省选择 ,但也允许使用其他具有合适平均情况复杂度的 选择算法 。

可能的实现

另请参阅 msvc stl 、 libstdc++ 以及 libc++ 中的实现: (1) / (2) 。

示例

#include <algorithm>
#include <array>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <string_view>
void print(std::string_view rem, std::ranges::input_range auto const& a)
{
    for (std::cout << rem; const auto e : a)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << '\n';
}
int main()
{
    std::array v{5, 6, 4, 3, 2, 6, 7, 9, 3};
    print("Before nth_element: ", v);
    std::ranges::nth_element(v, v.begin() + v.size() / 2);
    print("After nth_element:  ", v);
    std::cout << "The median is: " << v[v.size() / 2] << '\n';
    std::ranges::nth_element(v, v.begin() + 1, std::greater<int>());
    print("After nth_element:  ", v);
    std::cout << "The second largest element is: " << v[1] << '\n';
    std::cout << "The largest element is: " << v[0] << "\n\n";
    using namespace std::literals;
    std::array names
    {
        "Diva"sv, "Cornelius"sv, "Munro"sv, "Rhod"sv,
        "Zorg"sv, "Korben"sv, "Bender"sv, "Leeloo"sv,
    };
    print("Before nth_element: ", names);
    auto fifth_element{std::ranges::next(names.begin(), 4)};
    std::ranges::nth_element(names, fifth_element);
    print("After nth_element:  ", names);
    std::cout << "The 5th element is: " << *fifth_element << '\n';
}

输出:

Before nth_element: 5 6 4 3 2 6 7 9 3 
After nth_element:  2 3 3 4 5 6 6 7 9 
The median is: 5
After nth_element:  9 7 6 6 5 4 3 3 2 
The second largest element is: 7
The largest element is: 9
Before nth_element: Diva Cornelius Munro Rhod Zorg Korben Bender Leeloo 
After nth_element:  Diva Cornelius Bender Korben Leeloo Rhod Munro Zorg 
The 5th element is: Leeloo

另见

返回范围中的最大元素
(算法函数对象)
返回范围中的最小元素
(算法函数对象)
将范围中的元素分成两组
(算法函数对象)
排序范围中的前N个元素
(算法函数对象)
找出范围排序后的第N个元素
(函数模板)