std::ranges::minmax_element() 算法

自 C++20 起

简化

// (1)
constexpr minmax_element_result<I>
    minmax_element( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );

// (2)
constexpr minmax_element_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>>
    minmax_element( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );

参数类型是泛型的，并具有以下约束

• I - std::forward_iterator
• S - std::sentinel_for<I>
• R - std::ranges::forward_range
• 比较:
  • (1) - std::indirect_strict_weak_order<std::projected<I, Proj>>
  • (2) - std::indirect_strict_weak_order<std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>
• Proj - (无)

所有重载的 Proj 和 Comp 模板参数具有以下默认类型：std::identity, ranges::less。

详细

// (1)
template<
  std::forward_iterator I,
  std::sentinel_for<I> S,
  class Proj = std::identity,
  std::indirect_strict_weak_order<std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less
>
constexpr minmax_element_result<I>
    minmax_element( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );

// (2)
template<
  ranges::forward_range R,
  class Proj = std::identity,
  std::indirect_strict_weak_order<std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Comp = ranges::less
>
constexpr minmax_element_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>>
    minmax_element( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );

辅助类型定义如下：

template< class I >
using minmax_element_result = ranges::min_max_result<I>;

• (1) 在范围 [first; last) 中查找最小和最大的元素。

• (2) 与 (1) 相同，但使用 r 作为源范围，如同使用 ranges::begin(r) 作为 first 和 ranges::end(r) 作为 last。

本页描述的函数类实体是niebloids。

参数

first last	要查找最小和最大值的范围。
r	要查找最小和最大值的范围。
comp	应用于投影元素的比较。
proj	应用于元素的投影。

返回值

一个对象，第一个元素是指向最小元素的迭代器，第二个元素是指向最大元素的迭代器。

如果范围为空，则返回 { first, first }。

如果有多个元素与最小元素等价，则返回指向第一个此类元素的迭代器。
如果有多个元素与最大元素等价，则返回指向最后一个此类元素的迭代器。

复杂度

给定 N 为 ranges::distance(first, last)

最多应用 max(floor((3 / 2) * (N − 1)), 0) 次比较和两倍的投影。

异常

(无)

可能的实现

minmax_element(1) 和 minmax_element(2)

struct minmax_element_fn
{
  template<std::forward_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class Proj = std::identity,
           std::indirect_strict_weak_order<std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less>
  constexpr ranges::minmax_element_result<I>
      operator()(I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
  {
    auto min = first, max = first;

    if (first == last || ++first == last) {
      return {min, max};
    }

    if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *first), std::invoke(proj, *min))) {
      min = first;
    } else {
      max = first;
    }

    while (++first != last) {
      auto i = first;
      if (++first == last) {
        if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i), std::invoke(proj, *min))) {
          min = i;
        }
        else if (!(std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i), std::invoke(proj, *max)))) {
          max = i;
        }
        break;
      } else {
        if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *first), std::invoke(proj, *i))) {
          if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *first), std::invoke(proj, *min))) {
            min = first;
          }
          if (!(std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i), std::invoke(proj, *max)))) {
            max = i;
          }
        } else {
          if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i), std::invoke(proj, *min))) {
            min = i;
          }
          if (!(std::invoke(comp, std::invoke(proj, *first), std::invoke(proj, *max)))) {
            max = first;
          }
        }
      }
    }
    return {min, max};
  }

  template<ranges::forward_range R, class Proj = std::identity,
           std::indirect_strict_weak_order<
               std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Comp = ranges::less>
  constexpr ranges::minmax_element_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>>
      operator()(R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
  {
    return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::ref(comp), std::ref(proj));
  }
};

inline constexpr minmax_element_fn minmax_element;

示例

Main.cpp

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
namespace rng = std::ranges;

int main()
{
    const auto v = {3, 9, 1, 4, 1, 2, 5, 9};
    const auto [min, max] = rng::minmax_element(v);
    std::cout
        << "min = " << *min << ", at [" << rng::distance(v.begin(), min) << "]\n"
        << "max = " << *max << ", at [" << rng::distance(v.begin(), max) << "]\n";
}

输出

min = 1, at [2]
max = 9, at [7]