std::minmax_element

在头文件 `<algorithm>` 中定义
template< class ForwardIt > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last );	(1)	(自 C++11 起) (自 C++17 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last );	(2)	(自 C++17 起)
template< class ForwardIt, class Compare > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp );	(3)	(自 C++11 起) (自 C++17 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class Compare > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp );	(4)	(自 C++17 起)

在范围 [first, last) 中找到最小和最大元素。

1) 元素使用 operator<(直到 C++20)std::less{}(自 C++20 起) 进行比较。

3) 元素使用比较函数对象 comp 进行比较。

2,4) 与 (1,3) 相同，但根据 policy 执行。

这些重载只有在

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时才参与重载解析。	(直到 C++20)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时才参与重载解析。	(自 C++20 起)

[编辑] 参数

first, last	-	定义要检查范围的前向迭代器
policy	-	要使用的执行策略。有关详细信息，请参见执行策略。
cmp	-	比较函数对象（即满足 Compare 要求的对象），如果第一个参数小于第二个参数，则返回 true。比较函数的签名应等效于以下内容 bool cmp(const Type1& a, const Type2& b); 虽然签名不需要具有 const&，但该函数不得修改传递给它的对象，并且必须能够接受类型 (可能为 const) `Type1` 和 `Type2` 的所有值，无论值类别如何（因此，Type1& 不允许，`Type1` 也不允许，除非 `Type1` 的移动等效于复制(自 C++11 起)）。类型 Type1 和 Type2 必须是可以解引用然后隐式转换为它们两者的类型。
类型要求
- `ForwardIt` 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。

[编辑] 返回值

一个包含指向最小元素的迭代器作为第一个元素和指向最大元素的迭代器作为第二个元素的 pair。如果范围为空，则返回 std::make_pair(first, first)。如果多个元素等效于最小元素，则返回指向第一个此类元素的迭代器。如果多个元素等效于最大元素，则返回指向最后一个此类元素的迭代器。

[编辑] 复杂度

给定 $\scriptsize N$ $N$ 为 std::distance(first, last)

1,2) 最多

max(⌊ 32 (N-1)⌋,0)

次比较，使用 operator<(直到 C++20)std::less{}(从 C++20 开始).

3,4) 最多

max(⌊ 32 (N-1)⌋,0)

次比较函数 comp 的应用。

[编辑] 异常

带有名为 ExecutionPolicy 的模板参数的重载报告错误如下

如果作为算法的一部分调用的函数的执行抛出异常，并且 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。
如果算法无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc。

[编辑] 可能的实现

minmax_element

template<class ForwardIt>
std::pair<ForwardIt, ForwardIt>
    minmax_element(ForwardIt first, ForwardIt last)
{
    using value_type = typename std::iterator_traits<ForwardIt>::value_type;
    return std::minmax_element(first, last, std::less<value_type>());
}

minmax_element

template<class ForwardIt, class Compare>
std::pair<ForwardIt, ForwardIt>
    minmax_element(ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp)
{
    auto min = first, max = first;
 
    if (first == last || ++first == last)
        return {min, max};
 
    if (comp(*first, *min))
        min = first;
    else
        max = first;
 
    while (++first != last)
    {
        auto i = first;
        if (++first == last)
        {
            if (comp(*i, *min))
                min = i;
            else if (!(comp(*i, *max)))
                max = i;
            break;
        }
        else
        {
            if (comp(*first, *i))
            {
                if (comp(*first, *min))
                    min = first;
                if (!(comp(*i, *max)))
                    max = i;
            }
            else
            {
                if (comp(*i, *min))
                    min = i;
                if (!(comp(*first, *max)))
                    max = first;
            }
        }
    }
    return {min, max};
}

[编辑] 备注

此算法不同于 std::make_pair(std::min_element(), std::max_element())，不仅在效率上，而且在这个算法中找到了最后一个最大的元素，而 std::max_element 找到了第一个最大的元素。

[编辑] 示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <iostream>
 
int main()
{
    const auto v = {3, 9, 1, 4, 2, 5, 9};
    const auto [min, max] = std::minmax_element(begin(v), end(v));
 
    std::cout << "min = " << *min << ", max = " << *max << '\n';
}

输出

min = 1, max = 9

[编辑] 参见

min_element	返回范围内最小的元素 (函数模板) [编辑]
max_element	返回范围内最大的元素 (函数模板) [编辑]
ranges::minmax_element (C++20)	返回范围内最小和最大的元素 (niebloid)[编辑]

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