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std::ranges::stable_partition() 算法

// (1)
ranges::subrange<I>
    stable_partition( I first, S last, Pred pred, Proj proj = {} );

// (2)
ranges::borrowed_subrange_t<R>
    stable_partition( R&& r, Pred pred, Proj proj = {} );

参数类型是泛型的，并具有以下约束

  • I - std::bidirectional_iterator
  • S - std::sentinel_for<I>
  • R - std::ranges::bidirectional_range
  • Pred:
    • (1) - std::indirect_unary_predicate<std::projected<I, Proj>>
    • (2) - std::indirect_unary_predicate<std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>
  • Proj - (无)

对于所有重载，Proj 模板参数的默认类型为 std::identity。

此外，每个重载都有以下约束

  • (1) - std::permutable<I>
  • (2) - std::permutable<ranges::iterator_t<R>>

  • (1) 重新排列范围 [first; last) 中的元素，使得谓词 pred 返回 true 的所有元素的投影 proj 位于谓词 pred 返回 false 的元素的投影 proj 之前。

    该算法是稳定的，元素的相对顺序得到保留。

  • (2) 与 (1) 相同，但使用 r 作为范围，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

要重新排序的元素范围。

r

要重新排序的元素范围。

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

{
  pivot,
  last
}

其中 pivot 是指向第二个组中第一个元素的迭代器。

复杂度​

给定 N ranges::distance(first, last)

最坏情况下的复杂度是 N * log(N) 次交换，如果使用额外的内存缓冲区，则只有 O(N) 次交换。

谓词 pred 和投影 proj 的应用次数恰好为 N。

异常​

(无)

可能的实现​

stable_partition(1) 和 stable_partition(2)
struct stable_partition_fn
{
    template<std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             class Proj = std::identity,
             std::indirect_unary_predicate<std::projected<I, Proj>> Pred>
    requires std::permutable<I>
    constexpr ranges::subrange<I>
        operator()(I first, S last, Pred pred, Proj proj = {}) const
    {
        first = ranges::find_if_not(first, last, pred, proj);
        I mid = first;
        while (mid != last)
        {
            mid = ranges::find_if(mid, last, pred, proj);
            if (mid == last)
                break;
            I last2 = ranges::find_if_not(mid, last, pred, proj);
            ranges::rotate(first, mid, last2);
            first = ranges::next(first, ranges::distance(mid, last2));
            mid = last2;
        }
        return {std::move(first), std::move(mid)};
    }

    template<ranges::bidirectional_range R, class Proj = std::identity,
             std::indirect_unary_predicate<
                 std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Pred>
    requires std::permutable<ranges::iterator_t<R>>
    constexpr ranges::borrowed_subrange_t<R>
        operator()(R&& r, Pred pred, Proj proj = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(pred), std::move(proj));
    }
};

inline constexpr stable_partition_fn stable_partition {};

备注​

此函数尝试分配一个临时缓冲区。如果分配失败，则选择效率较低的算法。

示例​

Main.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>

namespace rng = std::ranges;

template<std::permutable I, std::sentinel_for<I> S>
constexpr void stable_sort(I first, S last)
{
    if (first == last)
        return;

    auto pivot = *rng::next(first, rng::distance(first, last) / 2, last);
    auto left = [pivot](const auto& em) { return em < pivot; };
    auto tail1 = rng::stable_partition(first, last, left);
    auto right = [pivot](const auto& em) { return !(pivot < em); };
    auto tail2 = rng::stable_partition(tail1, right);

    stable_sort(first, tail1.begin());
    stable_sort(tail2.begin(), tail2.end());
}

void print(const auto rem, auto first, auto last, bool end = true)
{
    std::cout << rem;
    for (; first != last; ++first)
        std::cout << *first << ' ';
    std::cout << (end ? "\n" : "");
}

int main()
{
    const auto original = {9, 6, 5, 2, 3, 1, 7, 8};

    std::vector<int> vi {};
    auto even = [](int x) { return 0 == (x % 2); };

    print("Original vector:\t", original.begin(), original.end(), "\n");

    vi = original;
    const auto ret1 = rng::stable_partition(vi, even);
    print("Stable partitioned:\t", vi.begin(), ret1.begin(), 0);
    print("│ ", ret1.begin(), ret1.end());

    vi = original;
    const auto ret2 = rng::partition(vi, even);
    print("Partitioned:\t\t", vi.begin(), ret2.begin(), 0);
    print("│ ", ret2.begin(), ret2.end());


    vi = {16, 30, 44, 30, 15, 24, 10, 18, 12, 35};
    print("Unsorted vector: ", vi.begin(), vi.end());

    stable_sort(rng::begin(vi), rng::end(vi));
    print("Sorted vector:   ", vi.begin(), vi.end());
}
可能的输出
Original vector:        9 6 5 2 3 1 7 8
Stable partitioned:     6 2 8 │ 9 5 3 1 7
Partitioned:            8 6 2 │ 5 3 1 7 9
Unsorted vector: 16 30 44 30 15 24 10 18 12 35 
Sorted vector:   10 12 15 16 18 24 30 30 35 44
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std::ranges::stable_partition() 算法

// (1)
ranges::subrange<I>
    stable_partition( I first, S last, Pred pred, Proj proj = {} );

// (2)
ranges::borrowed_subrange_t<R>
    stable_partition( R&& r, Pred pred, Proj proj = {} );

参数类型是泛型的，并具有以下约束

  • I - std::bidirectional_iterator
  • S - std::sentinel_for<I>
  • R - std::ranges::bidirectional_range
  • Pred:
    • (1) - std::indirect_unary_predicate<std::projected<I, Proj>>
    • (2) - std::indirect_unary_predicate<std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>
  • Proj - (无)

对于所有重载，Proj 模板参数的默认类型为 std::identity。

此外，每个重载都有以下约束

  • (1) - std::permutable<I>
  • (2) - std::permutable<ranges::iterator_t<R>>

  • (1) 重新排列范围 [first; last) 中的元素，使得谓词 pred 返回 true 的所有元素的投影 proj 位于谓词 pred 返回 false 的元素的投影 proj 之前。

    该算法是稳定的，元素的相对顺序得到保留。

  • (2) 与 (1) 相同，但使用 r 作为范围，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

要重新排序的元素范围。

r

要重新排序的元素范围。

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

{
  pivot,
  last
}

其中 pivot 是指向第二个组中第一个元素的迭代器。

复杂度​

给定 N ranges::distance(first, last)

最坏情况下的复杂度是 N * log(N) 次交换，如果使用额外的内存缓冲区，则只有 O(N) 次交换。

谓词 pred 和投影 proj 的应用次数恰好为 N。

异常​

(无)

可能的实现​

stable_partition(1) 和 stable_partition(2)
struct stable_partition_fn
{
    template<std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             class Proj = std::identity,
             std::indirect_unary_predicate<std::projected<I, Proj>> Pred>
    requires std::permutable<I>
    constexpr ranges::subrange<I>
        operator()(I first, S last, Pred pred, Proj proj = {}) const
    {
        first = ranges::find_if_not(first, last, pred, proj);
        I mid = first;
        while (mid != last)
        {
            mid = ranges::find_if(mid, last, pred, proj);
            if (mid == last)
                break;
            I last2 = ranges::find_if_not(mid, last, pred, proj);
            ranges::rotate(first, mid, last2);
            first = ranges::next(first, ranges::distance(mid, last2));
            mid = last2;
        }
        return {std::move(first), std::move(mid)};
    }

    template<ranges::bidirectional_range R, class Proj = std::identity,
             std::indirect_unary_predicate<
                 std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Pred>
    requires std::permutable<ranges::iterator_t<R>>
    constexpr ranges::borrowed_subrange_t<R>
        operator()(R&& r, Pred pred, Proj proj = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(pred), std::move(proj));
    }
};

inline constexpr stable_partition_fn stable_partition {};

备注​

此函数尝试分配一个临时缓冲区。如果分配失败，则选择效率较低的算法。

示例​

Main.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>

namespace rng = std::ranges;

template<std::permutable I, std::sentinel_for<I> S>
constexpr void stable_sort(I first, S last)
{
    if (first == last)
        return;

    auto pivot = *rng::next(first, rng::distance(first, last) / 2, last);
    auto left = [pivot](const auto& em) { return em < pivot; };
    auto tail1 = rng::stable_partition(first, last, left);
    auto right = [pivot](const auto& em) { return !(pivot < em); };
    auto tail2 = rng::stable_partition(tail1, right);

    stable_sort(first, tail1.begin());
    stable_sort(tail2.begin(), tail2.end());
}

void print(const auto rem, auto first, auto last, bool end = true)
{
    std::cout << rem;
    for (; first != last; ++first)
        std::cout << *first << ' ';
    std::cout << (end ? "\n" : "");
}

int main()
{
    const auto original = {9, 6, 5, 2, 3, 1, 7, 8};

    std::vector<int> vi {};
    auto even = [](int x) { return 0 == (x % 2); };

    print("Original vector:\t", original.begin(), original.end(), "\n");

    vi = original;
    const auto ret1 = rng::stable_partition(vi, even);
    print("Stable partitioned:\t", vi.begin(), ret1.begin(), 0);
    print("│ ", ret1.begin(), ret1.end());

    vi = original;
    const auto ret2 = rng::partition(vi, even);
    print("Partitioned:\t\t", vi.begin(), ret2.begin(), 0);
    print("│ ", ret2.begin(), ret2.end());


    vi = {16, 30, 44, 30, 15, 24, 10, 18, 12, 35};
    print("Unsorted vector: ", vi.begin(), vi.end());

    stable_sort(rng::begin(vi), rng::end(vi));
    print("Sorted vector:   ", vi.begin(), vi.end());
}
可能的输出
Original vector:        9 6 5 2 3 1 7 8
Stable partitioned:     6 2 8 │ 9 5 3 1 7
Partitioned:            8 6 2 │ 5 3 1 7 9
Unsorted vector: 16 30 44 30 15 24 10 18 12 35 
Sorted vector:   10 12 15 16 18 24 30 30 35 44
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