std::ranges:: next_permutation, std::ranges:: next_permutation_result

Die auf dieser Seite beschriebenen funktionsähnlichen Entitäten sind Algorithm Function Objects (informell bekannt als Niebloids ), das heißt:

• Explizite Template-Argumentlisten können beim Aufruf keiner von ihnen angegeben werden.
• Keiner von ihnen ist sichtbar für argument-dependent lookup .
• Wenn einer von ihnen durch normal unqualified lookup als Name links vom Funktionsaufrufoperator gefunden wird, wird argument-dependent lookup unterdrückt.

Parameter

Rückgabewert

Exceptions

Alle Ausnahmen, die von Iteratoroperationen oder dem Elementaustausch ausgelöst werden.

Komplexität

Höchstens \(\scriptsize N/2\) N / 2 Vertauschungen, wobei \(\scriptsize N\) N gleich ranges:: distance ( first, last ) in Fall (1) oder ranges:: distance ( r ) in Fall (2) ist. Im Durchschnitt über die gesamte Permutationssequenz verwenden typische Implementierungen etwa 3 Vergleiche und 1,5 Vertauschungen pro Aufruf.

Hinweise

Implementierungen (z.B. MSVC STL ) können Vektorisierung ermöglichen, wenn der Iteratortyp contiguous_iterator modelliert und das Vertauschen seines Werttyps weder nicht-triviale spezielle Elementfunktionen noch ADL -gefundene swap -Funktionen aufruft.

Mögliche Implementierung

struct next_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::next_permutation_result<I>
        operator()(I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        // Überprüfen, ob die Sequenz mindestens zwei Elemente enthält
        if (first == last)
            return {std::move(first), false};
        I i_last{ranges::next(first, last)};
        I i{i_last};
        if (first == --i)
            return {std::move(i_last), false};
        // Haupt-"Permutations"-Schleife
        for (;;)
        {
            I i1{i};
            if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *--i), std::invoke(proj, *i1)))
            {
                I j{i_last};
                while (!std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i), std::invoke(proj, *--j)))
                {}
                std::iter_swap(i, j);
                std::reverse(i1, i_last);
                return {std::move(i_last), true};
            }
            // Permutations-"Raum" ist erschöpft
            if (i == first)
            {
                std::reverse(first, i_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::next_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 next_permutation_fn next_permutation {};

Beispiel

#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{"abc"};
    do
    {
        print(s);
    }
    while (std::ranges::next_permutation(s.begin(), s.end()).found);
    std::cout << "\n" "Generate all permutations (range case):\n";
    std::array a{'a', 'b', 'c'};
    do
    {
        print(a);
    }
    while (std::ranges::next_permutation(a).found);
    std::cout << "\n" "Generate all permutations using comparator:\n";
    using namespace std::literals;
    std::array z{"█"s, "▄"s, "▁"s};
    do
    {
        print(z);
    }
    while (std::ranges::next_permutation(z, std::greater()).found);
    std::cout << "\n" "Generate all permutations using projection:\n";
    std::array<S, 3> r{S{'A',3}, S{'B',2}, S{'C',1}};
    do
    {
        print(r, '\n');
    }
    while (std::ranges::next_permutation(r, {}, &S::c).found);
}

Generate all permutations (iterators case):
{ a b c } { a c b } { b a c } { b c a } { c a b } { c b a }
Generate all permutations (range case):
{ a b c } { a c b } { b a c } { b c a } { c a b } { c b a }
Generate all permutations using comparator:
{ █ ▄ ▁ } { █ ▁ ▄ } { ▄ █ ▁ } { ▄ ▁ █ } { ▁ █ ▄ } { ▁ ▄ █ }
Generate all permutations using projection:
{ {'A', 3} {'B', 2} {'C', 1} }
{ {'A', 3} {'C', 1} {'B', 2} }
{ {'B', 2} {'A', 3} {'C', 1} }
{ {'B', 2} {'C', 1} {'A', 3} }
{ {'C', 1} {'A', 3} {'B', 2} }
{ {'C', 1} {'B', 2} {'A', 3} }

Siehe auch