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std::ranges::prev_permutation, std::ranges::prev_permutation_result

来自 zh.cppreference.net
 
 
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受约束算法及范围算法 (C++20)
受约束算法,例如 ranges::copy、ranges::sort等
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排列操作
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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::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
requires std::sortable<I, Comp, Proj>
constexpr prev_permutation_result<I>
    prev_permutation( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(1) (自 C++20 起)
template< ranges::bidirectional_range R, class Comp = ranges::less,
          class Proj = std::identity >
requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
constexpr prev_permutation_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>>
    prev_permutation( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(2) (自 C++20 起)
辅助类型
template< class I >
using prev_permutation_result = ranges::in_found_result<I>;
(3) (自 C++20 起)
1) 将范围 [first, last) 变换为前一个 排列,其中所有排列的集合被排序字典序相对于二元比较函数对象 comp 和投影函数对象 proj。
返回:
  • {last, true} 如果存在"前一个"排列。否则,
  • {last, false},并将范围变换为字典序的最后一个排列(降序)
2) 与 (1) 相同,但使用 r 作为源范围,如同使用 ranges::begin(r) 作为 first,以及 ranges::end(r) 作为 last。

此页面描述的函数式实体是 算法函数对象(非正式地称为 niebloids),即:

参数

first, last - 定义待“排列”元素 范围 的迭代器-哨位对
r - 待“排列”元素的 range 范围
comp - 比较 FunctionObject ,当第一个参数小于第二个参数时返回 true
proj - 应用于元素的投影操作

返回值

1) ranges :: prev_permutation_result < I > { last, true } 当新排列按字典序小于原排列时返回该结果。 ranges :: prev_permutation_result < I > { last, false } 当达到首个排列且范围已被重置为末排列时返回该结果。
2) 与 (1) 相同,但返回类型为 ranges :: prev_permutation_result < ranges:: borrowed_iterator_t < R >> 。

异常

任何从迭代器操作或元素交换抛出的异常。

复杂度

最多进行 N / 2 次交换,其中 N 在情况 (1) 中为 ranges:: distance ( first, last ) ,在情况 (2) 中为 ranges:: distance ( r ) 。在整个排列序列中平均计算,典型实现每次调用约使用 3 次比较和 1.5 次交换。

注释

实现(例如 MSVC STL )可在迭代器类型满足 contiguous_iterator 概念且交换其值类型时既不调用非平凡特殊成员函数、也不通过 ADL 查找 swap 时启用向量化。

可能的实现

struct prev_permutation_fn
{
    template<std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity>
    requires std::sortable<I, Comp, Proj>
    constexpr ranges::prev_permutation_result<I>
        operator()(I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        // 检查序列是否至少包含两个元素
        if (first == last)
            return {std::move(first), false};
        auto i{first};
        ++i;
        if (i == last)
            return {std::move(i), false};
        auto i_last{ranges::next(first, last)};
        i = i_last;
        --i;
        // 主“排列”循环
        for (;;)
        {
            auto i1{i};
            --i;
            if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i1), std::invoke(proj, *i)))
            {
                auto j{i_last};
                while (!std::invoke(comp, std::invoke(proj, *--j), std::invoke(proj, *i)))
                    ;
                ranges::iter_swap(i, j);
                ranges::reverse(i1, last);
                return {std::move(i_last), true};
            }
            // 排列“空间”已耗尽
            if (i == first)
            {
                ranges::reverse(first, last);
                return {std::move(i_last), false};
            }
        }
    }
    template<ranges::bidirectional_range R, class Comp = ranges::less,
             class Proj = std::identity>
    requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
    constexpr ranges::prev_permutation_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>>
        operator()(R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r),
                       std::move(comp), std::move(proj));
    }
};
inline constexpr prev_permutation_fn prev_permutation {};

示例

#include <algorithm>
#include <array>
#include <compare>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <string>
struct S
{
    char c{};
    int i{};
    auto operator<=>(const S&) const = default;
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const S& s)
    {
        return os << "{'" << s.c << "', " << s.i << "}";
    }
};
auto print = [](auto const& v, char term = ' ')
{
    std::cout << "{ ";
    for (const auto& e : v)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << '}' << term;
};
int main()
{
    std::cout << "Generate all permutations (iterators case):\n";
    std::string s{"cba"};
    do print(s);
    while (std::ranges::prev_permutation(s.begin(), s.end()).found);
    std::cout << "\nGenerate all permutations (range case):\n";
    std::array a{'c', 'b', 'a'};
    do print(a);
    while (std::ranges::prev_permutation(a).found);
    std::cout << "\nGenerate all permutations using comparator:\n";
    using namespace std::literals;
    std::array z{"▁"s, "▄"s, "█"s};
    do print(z);
    while (std::ranges::prev_permutation(z, std::greater()).found);
    std::cout << "\nGenerate all permutations using projection:\n";
    std::array<S, 3> r{S{'C',1}, S{'B',2}, S{'A',3}};
    do print(r, '\n');
    while (std::ranges::prev_permutation(r, {}, &S::c).found);
}

输出:

生成所有排列(迭代器情况):
{ c b a } { c a b } { b c a } { b a c } { a c b } { a b c }
生成所有排列(范围情况):
{ c b a } { c a b } { b c a } { b a c } { a c b } { a b c }
使用比较器生成所有排列:
{ ▁ ▄ █ } { ▁ █ ▄ } { ▄ ▁ █ } { ▄ █ ▁ } { █ ▁ ▄ } { █ ▄ ▁ }
使用投影生成所有排列:
{ {'C', 1} {'B', 2} {'A', 3} }
{ {'C', 1} {'A', 3} {'B', 2} }
{ {'B', 2} {'C', 1} {'A', 3} }
{ {'B', 2} {'A', 3} {'C', 1} }
{ {'A', 3} {'C', 1} {'B', 2} }
{ {'A', 3} {'B', 2} {'C', 1} }

另见

生成范围中元素的下一个更大的字典序排列
(算法函数对象)
确定一个序列是否为另一个序列的排列
(算法函数对象)
生成范围中元素的下一个更大的字典序排列
(函数模板 & 算法函数对象)
生成范围中元素的下一个更小的字典序排列
(函数模板)
确定一个序列是否为另一个序列的排列
(函数模板 & 算法函数对象)