std::minmax_element

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

在范围 [first, last) 中查找最小和最大元素。

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

3) 元素使用比较函数 comp 进行比较。

2,4) 与 (1,3) 相同，但根据 policy 执行。

这些重载仅在满足以下所有条件时才参与重载决议

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(C++20 前)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(C++20 起)

[编辑] 参数

first, last	-	定义要检查的元素范围的迭代器对
policy	-	要使用的执行策略
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为（可能为 const）`Type1` 和 `Type2` 的所有值，而与值类别无关（因此，不允许使用 Type1&，除非对于 `Type1`，移动等效于复制，否则也不允许使用 Type1(C++11 起)）。类型 Type1 和 Type2 必须是这样的类型：类型为 ForwardIt 的对象可以被解引用，然后隐式转换为这两种类型。
类型要求
- `ForwardIt` 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。

[编辑] 返回值

一个pair，由指向最小元素的迭代器作为第一个元素，指向最大元素的迭代器作为第二个元素组成。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<(C++20 前)std::less{}(C++20 起)。

3,4) 最多

max(⌊ 32 (N-1)⌋,0)

次比较函数 comp 的应用。

[编辑] 异常

具有名为 ExecutionPolicy 的模板参数的重载按如下方式报告错误

如果作为算法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，则会抛出 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] 注意

此算法与 std::make_pair(std::min_element(), std::max_element()) 不同，不仅在于效率，还在于此算法找到最后一个最大元素，而 std::max_element 找到第一个最大元素。

[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	返回范围中的最小元素 (函数模板) [编辑]
max_element	返回范围中的最大元素 (函数模板) [编辑]
ranges::minmax_element (C++20)	返回范围中最小和最大的元素 (算法函数对象)[编辑]

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