std::partition

在标头 `<algorithm>` 定义
	(1)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate > ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );			(C++20 前)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate > constexpr ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );			(C++20 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPredicate > ForwardIt partition( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );		(2)	(C++17 起)

1) 重排序范围 [first, last) 中的元素，使得谓词 p 对其返回 true 的元素位于谓词 p 对其返回 false 的元素之前。不保持相对顺序。

2) 同 (1)，但按照 policy 执行。此重载只有在

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 前)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 起)

是 true 时才会参与重载决议。

参数

first, last	-	要重排序的元素范围
policy	-	所用的执行策略。细节见执行策略。
p	-	如果元素在顺序中应该在其他元素之前则返回 true 的一元谓词。对每个（可为 const 的） `VT` 类型参数 `v` ，其中 `VT` 是 `ForwardIt` 的值类型，表达式 p(v) 必须可转换到 bool，无关乎值类别，而且必须不修改 `v` 。从而不允许 VT& 类型参数，亦不允许 VT ，除非对 `VT` 而言移动等价于复制 (C++11 起)。
类型要求
- `ForwardIt` 必须符合值可交换 (ValueSwappable) 和老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。然而，`ForwardIt` 在满足老式双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator) 的要求时操作会更高效。
- `UnaryPredicate` 必须符合谓词 (Predicate) 的要求。

返回值

指向第二组元素中首元素的迭代器。

复杂度

给定 N = std::distance(first, last)，

1) 准确应用 N 次 p。在 ForwardIt 满足老式双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator) 的要求时最多交换 N/2 次，否则最多交换 N 次。

2) O(N·log N) 次交换，及应用 O(N) 次 p。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
如果算法无法分配内存，那么抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

实现重载 (1) 并兼容 C++11。

template<class ForwardIt, class UnaryPredicate>
ForwardIt partition(ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p)
{
    first = std::find_if_not(first, last, p);
    if (first == last)
        return first;
 
    for (auto i = std::next(first); i != last; ++i)
    {
        if (p(*i))
        {
            std::iter_swap(i, first);
            ++first;
        }
    }
 
    return first;
}

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <forward_list>
 
template <class ForwardIt>
void quicksort(ForwardIt first, ForwardIt last)
{
    if (first == last)
        return;
 
    auto pivot = *std::next(first, std::distance(first, last) / 2);
    ForwardIt middle1 = std::partition(first, last, [pivot](const auto& em)
    {
        return em < pivot;
    });
    ForwardIt middle2 = std::partition(middle1, last, [pivot](const auto& em)
    {
        return !(pivot < em);
    });
 
    quicksort(first, middle1);
    quicksort(middle2, last);
}
 
int main()
{
    std::vector<int> v = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    std::cout << "原来的 vector：\n    ";
    for (int elem : v)
        std::cout << elem << ' ';
 
    auto it = std::partition(v.begin(), v.end(), [](int i){return i % 2 == 0;});
 
    std::cout << "\n划分后的 vector：\n    ";
    std::copy(std::begin(v), it, std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << " * ";
    std::copy(it, std::end(v), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
 
    std::forward_list<int> fl = {1, 30, -4, 3, 5, -4, 1, 6, -8, 2, -5, 64, 1, 92};
    std::cout << "\n未排序的列表：\n    ";
    for (int n : fl)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';  
 
    quicksort(std::begin(fl), std::end(fl));
    std::cout << "快速排序后：\n    ";
    for (int fi : fl)
        std::cout << fi << ' ';
    std::cout << '\n';
}

输出：

原来的 vector：
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
划分后的 vector：
    0 8 2 6 4  *  5 3 7 1 9 
未排序的列表：
    1 30 -4 3 5 -4 1 6 -8 2 -5 64 1 92 
快速排序后：
    -8 -5 -4 -4 1 1 1 2 3 5 6 30 64 92

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 498	C++98	`std::partition` 要求 first 和 last 是老式双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator)	只需要是老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) （对非双向迭代器的复杂度要求较弱）

参阅

is_partitioned (C++11)	判断范围是否已按给定的谓词划分 (函数模板)
stable_partition	将元素分为两组，同时保留其相对顺序 (函数模板)

编译器支持
自立实现与有宿主实现
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输入/输出库
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技术规范
符号索引
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