std::partition

定义于头文件 `<algorithm>`
template< class ForwardIt, class UnaryPred > ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPred p );	(1)	(constexpr since C++20)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPred > ForwardIt partition( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPred p );	(2)	(since C++17)

1) 重新排序范围 [first, last) 中的元素，使得谓词 p 返回 true 的所有元素都位于谓词 p 返回 false 的所有元素之前。不保留元素的相对顺序。

2) 与 (1) 相同，但根据 policy 执行。

仅当满足以下所有条件时，此重载才参与重载决策

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

如果 *first 的类型不是 Swappable(直到 C++11)ForwardIt 不是 ValueSwappable(自 C++11 起)，则行为未定义。

[edit] 参数

first, last	-	定义要重新排序的元素范围的迭代器对
policy	-	要使用的执行策略
p	-	一元谓词，如果元素应在其他元素之前排序，则返回 true。对于类型为（可能为 const）`VT` 的每个参数 `v`，表达式 p(v) 必须可转换为 bool，其中 `VT` 是 `ForwardIt` 的值类型，无论值类别如何，并且不得修改 `v`。因此，不允许使用 VT& 的参数类型，也不允许使用 VT，除非对于 `VT`，移动等同于复制(自 C++11 起)。
类型要求
- `ForwardIt` 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。
- `UnaryPred` 必须满足 Predicate 的要求。

[edit] 返回值

指向第二组的第一个元素的迭代器。

[edit] 复杂度

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

1) 正好

N

次 p 的应用。

如果 ForwardIt 满足 LegacyBidirectionalIterator 的要求，则最多

N/2

次交换，否则最多

N

次交换。

2)

O(N)

次 p 的应用。

O(N\cdotlog(N))

次交换。

[edit] 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。

[edit] 可能的实现

实现重载 (1)，同时保持 C++11 兼容性。

template<class ForwardIt, class UnaryPred>
ForwardIt partition(ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPred p)
{
    first = std::find_if_not(first, last, p);
    if (first == last)
        return first;
 
    for (auto i = std::next(first); i != last; ++i)
        if (p(*i))
        {
            std::iter_swap(i, first);
            ++first;
        }
 
    return first;
}

[edit] 示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <forward_list>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
 
template<class ForwardIt>
void quicksort(ForwardIt first, ForwardIt last)
{
    if (first == last)
        return;
 
    auto pivot = *std::next(first, std::distance(first, last) / 2);
    auto middle1 = std::partition(first, last, [pivot](const auto& em)
    {
        return em < pivot;
    });
    auto middle2 = std::partition(middle1, last, [pivot](const auto& em)
    {
        return !(pivot < em);
    });
 
    quicksort(first, middle1);
    quicksort(middle2, last);
}
 
int main()
{
    std::vector<int> v{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    std::cout << "Original vector: ";
    for (int elem : v)
        std::cout << elem << ' ';
 
    auto it = std::partition(v.begin(), v.end(), [](int i) {return i % 2 == 0;});
 
    std::cout << "\nPartitioned vector: ";
    std::copy(std::begin(v), it, std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << "* ";
    std::copy(it, std::end(v), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
 
    std::forward_list<int> fl {1, 30, -4, 3, 5, -4, 1, 6, -8, 2, -5, 64, 1, 92};
    std::cout << "\nUnsorted list: ";
    for (int n : fl)
        std::cout << n << ' ';
 
    quicksort(std::begin(fl), std::end(fl));
    std::cout << "\nSorted using quicksort: ";
    for (int fi : fl)
        std::cout << fi << ' ';
    std::cout << '\n';
}

可能的输出

Original vector: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Partitioned vector: 0 8 2 6 4 * 5 3 7 1 9 
Unsorted list: 1 30 -4 3 5 -4 1 6 -8 2 -5 64 1 92 
Sorted using quicksort: -8 -5 -4 -4 1 1 1 2 3 5 6 30 64 92

[edit] 缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR	应用于	已发布行为	正确行为
LWG 498	C++98	`std::partition` 要求 first 和 last 为 LegacyBidirectionalIterator	仅需为 LegacyForwardIterator
LWG 2150	C++98	`std::partition` 仅需放置一个元素满足 p 在不满足 p 的元素之前	修正了要求

[edit] 参见

is_partitioned (C++11)	确定给定谓词是否划分了范围（函数模板） [编辑]
stable_partition	将元素划分为两组，同时保留其相对顺序（函数模板） [编辑]
ranges::partition (C++20)	将元素范围划分为两组（算法函数对象）[编辑]

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