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std:: nth_element

From cppreference.net
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Constrained algorithms, e.g. ranges::copy , ranges::sort , ...
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nth_element

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Definiert in Header <algorithm>
template < class RandomIt >
void nth_element ( RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last ) ;
(1) (constexpr seit C++20)
template < class ExecutionPolicy, class RandomIt >

void nth_element ( ExecutionPolicy && policy,

RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last ) ;
(2) (seit C++17)
template < class RandomIt, class Compare >

void nth_element ( RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last,

Compare comp ) ;
(3) (constexpr seit C++20)
template < class ExecutionPolicy, class RandomIt, class Compare >

void nth_element ( ExecutionPolicy && policy,
RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last,

Compare comp ) ;
(4) (seit C++17)

nth_element ordnet Elemente in [ first , last ) so um, dass nach der Umordnung gilt:

  • Das Element, auf das nth zeigt, wird zu dem Element geändert, das an dieser Position auftreten würde, wenn [ first , last ) sortiert wäre.
  • Für jeden Iterator i in [ first , nth ) und jeden Iterator j in [ nth , last ) , ist die folgende Bedingung erfüllt:
1,2) bool ( * j < * i ) (bis C++20) std:: less { } ( * j, * i ) (seit C++20) ist false .
3,4) bool ( comp ( * j, * i ) ) ist false .


1) Elemente sind hypothetisch sortiert bezüglich operator < (bis C++20) std:: less { } (seit C++20) .
3) Elemente sind hypothetisch in Bezug auf comp sortiert.
2,4) Gleich wie (1,3) , aber ausgeführt gemäß policy .
Diese Überladungen nehmen nur dann an der Überladungsauflösung teil, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:

std:: is_execution_policy_v < std:: decay_t < ExecutionPolicy >> ist true .

(bis C++20)

std:: is_execution_policy_v < std:: remove_cvref_t < ExecutionPolicy >> ist true .

(seit C++20)

Wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist, ist das Verhalten undefiniert:

(bis C++11)
(seit C++11)

Inhaltsverzeichnis

Parameter

first, last - das Paar von Iteratoren, das den Bereich der Elemente für das partielle Sortieren definiert
nth - Random-Access-Iterator, der den Sortierpartitionierungspunkt definiert
policy - die zu verwendende Ausführungsrichtlinie
comp - Vergleichsfunktionsobjekt (d.h. ein Objekt, das die Anforderungen von Compare erfüllt), das ​ true zurückgibt, wenn das erste Argument kleiner als (d.h. vor dem zweiten angeordnet ist) das zweite ist.

Die Signatur der Vergleichsfunktion sollte äquivalent zu Folgender sein:

bool cmp ( const Type1 & a, const Type2 & b ) ;

Obwohl die Signatur keine const & benötigt, darf die Funktion die übergebenen Objekte nicht modifizieren und muss alle Werte des Typs (möglicherweise const) Type1 und Type2 unabhängig von der Wertkategorie akzeptieren können (daher ist Type1& nicht erlaubt , ebenso wenig wie Type1 , es sei denn, für Type1 ist eine Verschiebung äquivalent zu einer Kopie (seit C++11) ).
Die Typen Type1 und Type2 müssen so beschaffen sein, dass ein Objekt vom Typ RandomIt dereferenziert und dann implizit in beide konvertiert werden kann. ​

Typanforderungen
-
RandomIt muss die Anforderungen von LegacyRandomAccessIterator erfüllen.
-
Compare muss die Anforderungen von Compare erfüllen.

Komplexität

Gegeben N als last - first :

1) O(N) Vergleiche im Durchschnitt mit operator < (bis C++20) std:: less { } (seit C++20) .
2) O(N) Vergleiche unter Verwendung von operator < (bis C++20) std:: less { } (seit C++20) , und O(N·log(N)) Vertauschungen.
3) O(N) Anwendungen des Comparators comp im Durchschnitt.
4) O(N) Anwendungen des Vergleichsoperators comp , und O(N·log(N)) Vertauschungen.

Ausnahmen

Die Überladungen mit einem Template-Parameter namens ExecutionPolicy melden Fehler wie folgt:

  • Wenn die Ausführung einer als Teil des Algorithmus aufgerufenen Funktion eine Exception wirft und ExecutionPolicy einer der Standard-Policies ist, wird std::terminate aufgerufen. Für jede andere ExecutionPolicy ist das Verhalten implementierungsdefiniert.
  • Wenn der Algorithmus keinen Speicher allozieren kann, wird std::bad_alloc geworfen.

Mögliche Implementierung

Siehe auch die Implementierungen in libstdc++ , libc++ , und MSVC STL .

Hinweise

Der verwendete Algorithmus ist typischerweise Introselect , obwohl auch andere Selection algorithm mit geeigneter Average-Case-Komplexität erlaubt sind.

Beispiel

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <vector>
void printVec(const std::vector<int>& vec)
{
    std::cout << "v = {";
    for (char sep[]{0, ' ', 0}; const int i : vec)
        std::cout << sep << i, sep[0] = ',';
    std::cout << "};\n";
}
int main()
{
    std::vector<int> v{5, 10, 6, 4, 3, 2, 6, 7, 9, 3};
    printVec(v);
    auto m = v.begin() + v.size() / 2;
    std::nth_element(v.begin(), m, v.end());
    std::cout << "\nThe median is " << v[v.size() / 2] << '\n';
    // Die Konsequenz der Ungleichheit der Elemente vor/nach dem N-ten Element:
    assert(std::accumulate(v.begin(), m, 0) < std::accumulate(m, v.end(), 0));
    printVec(v);
    // Hinweis: Vergleichsfunktion wurde geändert
    std::nth_element(v.begin(), v.begin() + 1, v.end(), std::greater{});
    std::cout << "\nThe second largest element is " << v[1] << '\n';
    std::cout << "The largest element is " << v[0] << '\n';
    printVec(v);
}

Mögliche Ausgabe:

v = {5, 10, 6, 4, 3, 2, 6, 7, 9, 3};
The median is 6
v = {3, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 7, 9, 6};
The second largest element is 9
The largest element is 10
v = {10, 9, 6, 7, 6, 3, 5, 4, 3, 2};

Fehlerberichte

Die folgenden verhaltensändernden Fehlerberichte wurden rückwirkend auf zuvor veröffentlichte C++-Standards angewendet.

DR Angewendet auf Verhalten wie veröffentlicht Korrigiertes Verhalten
LWG 2150 C++98 nach der Neuordnung war nur ein Element vor nth
erforderlich, das nicht größer als ein Element nach nth war
Anforderung korrigiert
LWG 2163 C++98 Überladung ( 1 ) verwendete operator > zum Vergleichen der Elemente geändert zu operator <
P0896R4 C++98 [ first , nth ) und [ nth , last )
mussten keine gültigen Bereiche sein
das Verhalten ist undefiniert
falls einer von ihnen ungültig ist

Siehe auch

gibt das größte Element in einem Bereich zurück
(Funktions-Template)
gibt das kleinste Element in einem Bereich zurück
(Funktions-Template)
kopiert und sortiert teilweise einen Bereich von Elementen
(Funktions-Template)
sortiert einen Bereich von Elementen unter Beibehaltung der Reihenfolge gleicher Elemente
(Funktions-Template)
sortiert einen Bereich in aufsteigender Reihenfolge
(Funktions-Template)
sortiert den gegebenen Bereich teilweise und stellt sicher, dass er durch das gegebene Element partitioniert wird
(Algorithmus-Funktionsobjekt)