std::ranges::nth_element

在标头 `<algorithm>` 定义

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：

nth 所指向的元素被更改为假设 [first, last) 按照 comp 与 proj 排序则会在该位置出现的元素。
所有在此新的 nth 元素前的元素小于或等于新的 nth 后的元素。即对于每个分别在范围 [first, nth) 与 [nth, last) 中的迭代器 i 与 j ，表达式 std::invoke(comp, std::invoke(proj, *j), std::invoke(proj, *i)) 求值为 false.
若 nth == last 则此函数无效果。

1) 用给定的二元比较函数对象 comp 与投影对象 proj 比较元素。

2) 同 (1) ，但以 r 为范围，如同以 ranges::begin(r) 为 first 并以 ranges::end(r) 为 last 。

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid，即：

调用它们中的任何一个时不能显式指定模板实参。
它们都不对实参依赖查找可见。
在通过函数调用运算符左侧的名字进行无限定查找，找到它们之一时，禁止实参依赖查找。

实际上，它们能以函数对象，或者某些特殊编译器扩展实现。

参数

first, last	-	要重排序的元素范围
r	-	要重排序的元素范围
nth	-	定义划分点的迭代器
comp	-	用于比较投影后元素的比较器
proj	-	应用到元素的投影

返回值

1) 等于 last 的迭代器。

2) 若 r 为左值或拥有 borrowed_range 类型则同 (1) 。否则返回 std::ranges::dangling 。

复杂度

平均与 ranges::distance(first, last) 成线性。

注解

使用的算法常为内省选择，尽管允许其他拥有适合的平均情况复杂度的选择算法。

可能的实现

参阅 MSVC STL 与 libstdc++ 中的实现。

示例

运行此代码

#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

参阅

ranges::max_element (C++20)	返回范围中的最大元素 (niebloid)
ranges::min_element (C++20)	返回范围中的最小元素 (niebloid)
ranges::partition (C++20)	将范围中的元素分为二组 (niebloid)
ranges::partial_sort (C++20)	排序一个范围的前 N 个元素 (niebloid)
nth_element	将给定的范围部分排序，确保其按给定元素划分 (函数模板)

编译器支持
自立实现与有宿主实现
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