std::ranges::pop_heap() 算法

自 C++20 起

简化

// (1)
constexpr I
    pop_heap( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );

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

参数类型是泛型的，并具有以下约束

• I - std::random_access_iterator
• S - std::sentinel_for<I>
• R - std::ranges::random_access_range
• Comp - （无）
• 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。

此外，每个重载都有以下约束

• (1) - std::sortable<I, Comp, Proj>
• (2) - std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>

详细

// (1)
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
    pop_heap( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );

// (2)
template<
  ranges::random_access_range R,
  class Comp = ranges::less,
  class Proj = std::identity
>
  requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>
    pop_heap( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );

交换第一个位置的值和 last - 1 位置的值，并将子范围 [first; last - 1) 变为最大堆。
这会从范围 [first; last) 定义的堆中移除第一个元素。

• (1) 使用给定的二元比较函数 comp 和投影对象 proj 比较元素。

• (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	定义要修改的有效非空堆的元素范围。
r	定义要修改的有效非空堆的元素范围。
pred	应用于投影元素的谓词。
proj	要应用于元素的投影。

返回值

一个等于 last 的迭代器。

复杂度

给定 N ranges::distance(first, last)

最多 2 * log(N) 次比较和 4 * log(N) 次投影。

异常

(无)

备注

最大堆是元素范围 [f; l)，根据比较器 comp 和投影 proj 排列，具有以下属性：

• 给定 N 为 l - f，p = f[(i - 1) / 2]，q = f[i]，对于所有 0 < i < N，表达式 std::invoke(comp, std::invoke(proj, p), std::invoke(proj, q)) 求值为 false。
• 可以使用 ranges::push_heap 添加新元素，时间复杂度为 O(log(N))。
• 可以使用 ranges::pop_heap 移除第一个元素，时间复杂度为 O(log(N))。

示例

Main.cpp

#include <algorithm>
#include <array>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <string_view>

template<class I = int*>
void print(std::string_view rem, I first = {}, I last = {},
           std::string_view term = "\n")
{
    for (std::cout << rem; first != last; ++first)
        std::cout << *first << ' ';
    std::cout << term;
}

int main()
{
    std::array v {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3};
    print("initially, v: ", v.cbegin(), v.cend());

    std::ranges::make_heap(v);
    print("make_heap, v: ", v.cbegin(), v.cend());

    print("convert heap into sorted array:");
    for (auto n {std::ssize(v)}; n >= 0; --n)
    {
        std::ranges::pop_heap(v.begin(), v.begin() + n);
        print("[ ", v.cbegin(), v.cbegin() + n, "]  ");
        print("[ ", v.cbegin() + n, v.cend(), "]\n");
    }
}

可能的输出

initially, v: 3 1 4 1 5 9 2 6 5 3
make_heap, v: 9 6 4 5 5 3 2 1 1 3
convert heap into sorted array:
[ 6 5 4 3 5 3 2 1 1 9 ]  [ ]
[ 5 5 4 3 1 3 2 1 6 ]  [ 9 ]
[ 5 3 4 1 1 3 2 5 ]  [ 6 9 ]
[ 4 3 3 1 1 2 5 ]  [ 5 6 9 ]
[ 3 2 3 1 1 4 ]  [ 5 5 6 9 ]
[ 3 2 1 1 3 ]  [ 4 5 5 6 9 ]
[ 2 1 1 3 ]  [ 3 4 5 5 6 9 ]
[ 1 1 2 ]  [ 3 3 4 5 5 6 9 ]
[ 1 1 ]  [ 2 3 3 4 5 5 6 9 ]
[ 1 ]  [ 1 2 3 3 4 5 5 6 9 ]
[ ]  [ 1 1 2 3 3 4 5 5 6 9 ]