std::partition() 算法

自 C++20 起

// (1)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate >
constexpr ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );

// (2)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPredicate >
ForwardIt partition( ExecutionPolicy&& policy,
                     ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );

自 C++17 起

// (1)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate >
ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );

// (2)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPredicate >
ForwardIt partition( ExecutionPolicy&& policy,
                     ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );

C++17 之前

// (1)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate >
ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );

• (1) 重新排列 [first; last) 范围内的元素，使得谓词 p 返回 true 的所有元素位于谓词 p 返回 false 的元素之前。

  注意

  元素的相对顺序不保留。

• (2) 与 (1) 相同，但根据 policy 执行。

  重载决议

  这些重载仅在 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>  (直到 C++20) std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>  (自 C++20 起) 为 true 时才参与重载决议。

参数

first last	要重新排序的元素范围。
policy	要使用的执行策略。有关详细信息，请参阅执行策略。
p	一元谓词，对所需元素返回 true。 对于类型为 (可能为 const) VT 的每个参数 v，表达式 p(v) 必须可转换为 bool，其中 VT 是 InputIt 的值类型，无论值类别如何，并且不得修改 v。因此，不允许使用 VT& 参数类型，除非对于 VT，移动等同于复制，否则也不允许使用 VT。 (自 C++11 起)。

类型要求

ForwardIt

LegacyForwardIterator ValueSwappable

如果 ForwardIt 满足 LegacyBidirectionalIterator 的要求，则实现可以更有效地执行操作。

UnaryPredicate

Predicate

返回值

指向第二组第一个元素的迭代器。

复杂度

给定 N 为 std::distance(first, last)

(1) 精确应用 N 次 p。如果 ForwardIt 满足 LegacyForwardIterator 的要求，则最多 N / 2 次交换，
否则 N 次交换。

(2) O(N * log(N)) 次交换和 O(N) 次 p 应用。

异常

带有模板参数 ExecutionPolicy 的重载报告错误如下

• 如果作为算法一部分调用的函数执行时抛出异常且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，则调用std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为是实现定义的.
• 如果算法未能分配内存，则抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

partition (1)

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

Main.cpp

#include <algorithm>
#include <forward_list>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>

template<class ForwardIt>
void quicksort(ForwardIt first, ForwardIt last)
{
    if (first == last)
        return;

    auto pivot = *std::next(first, std::distance(first, last) / 2);
    auto middle1 = std::partition(first, last, [pivot](const auto& em)
    {
        return em < pivot;
    });
    auto 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 << "Original vector: ";
    for (int elem : v)
        std::cout << elem << ' ';

    auto it = std::partition(v.begin(), v.end(), [](int i) {return i % 2 == 0;});

    std::cout << "\nPartitioned vector: ";
    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 << "\nUnsorted list: ";
    for (int n : fl)
        std::cout << n << ' ';

    quicksort(std::begin(fl), std::end(fl));
    std::cout << "\nSorted using quicksort: ";
    for (int fi : fl)
        std::cout << fi << ' ';
    std::cout << '\n';
}

输出

Original vector: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Partitioned vector: 0 8 2 6 4 * 5 3 7 1 9 
Unsorted list: 1 30 -4 3 5 -4 1 6 -8 2 -5 64 1 92 
Sorted using quicksort: -8 -5 -4 -4 1 1 1 2 3 5 6 30 64 92