std::ranges::nth_element

 

C++

编译器支持

自由（freestanding）与宿主（hosted）

语言

标准库

标准库头文件

具名要求

特性测试宏 (C++20)

语言支持库

概念库 (C++20)

诊断库

内存管理库

元编程库 (C++11)

通用工具库

容器库

迭代器库

范围库 (C++20)

算法库

字符串库

文本处理库

数值库

日期和时间库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

并发支持库 (C++11)

执行控制库 (C++26)

技术规范

符号索引

外部库

 

算法库

有约束算法与针对范围的算法 (C++20)
有约束的算法，例如 ranges::copy、 ranges::sort 等……
执行策略 (C++17)
is_execution_policy (C++17)   execution::seqexecution::parexecution::par_unseqexecution::unseq (C++17)    (C++17)(C++17)(C++20)	execution::sequenced_policyexecution::parallel_policyexecution::parallel_unsequenced_policyexecution::parallel_unsequenced (C++17)(C++17)(C++17)(C++20)
非修改序列操作 批量操作 for_each for_each_n (C++17) 搜索操作 all_ofany_ofnone_of (C++11)                (C++11)(C++11) countcount_if mismatch equal findfind_iffind_if_not (C++11) find_end find_first_of adjacent_find search search_n 修改序列操作 复制操作 copycopy_if (C++11) copy_backward copy_n (C++11) move (C++11) move_backward (C++11) 交换操作 swap iter_swap swap_ranges 变换操作 replacereplace_if transform replace_copyreplace_copy_if 生成操作 fill fill_n generate generate_n 移除操作 removeremove_if unique remove_copyremove_copy_if unique_copy 顺序变换操作 reverse reverse_copy rotate rotate_copy random_shuffleshuffle (C++17 前)(C++11) shift_leftshift_right (C++20)(C++20) 采样操作 sample (C++17)	排序及相关操作 划分操作 partition partition_copy (C++11)   stable_partition is_partitioned (C++11) partition_point (C++11) 排序操作 sort stable_sort partial_sort partial_sort_copy is_sorted (C++11) is_sorted_until (C++11) nth_element 二分搜索操作 （于已划分范围上） lower_bound upper_bound equal_range binary_search 集合操作（于已排序范围上） includes set_union set_intersection set_difference set_symmetric_difference 归并操作（于已排序范围上） merge inplace_merge 堆操作 push_heap pop_heap make_heap sort_heap is_heap (C++11) is_heap_until (C++11) 最小/最大值操作 max min minmax (C++11) clamp (C++17) max_element min_element minmax_element (C++11) 字典序比较操作 lexicographical_compare lexicographical_compare_three_way (C++20) 排列操作 next_permutation prev_permutation is_permutation (C++11) C 库 qsort bsearch
数值操作
iota (C++11) inner_product adjacent_difference    accumulate reduce (C++17) transform_reduce (C++17)	partial_sum inclusive_scan (C++17)    exclusive_scan (C++17) transform_inclusive_scan (C++17) transform_exclusive_scan (C++17)
未初始化内存上的操作
uninitialized_copy uninitialized_move (C++17)    uninitialized_fill uninitialized_copy_n (C++11) uninitialized_move_n (C++17) uninitialized_fill_n	destroy (C++17) destroy_n (C++17) destroy_at (C++17) construct_at (C++20)       uninitialized_default_construct (C++17) uninitialized_value_construct (C++17) uninitialized_default_construct_n (C++17) uninitialized_value_construct_n (C++17)

 

受约束算法

此菜单中的所有名称均属于命名空间 std::ranges

非修改序列操作

all_ofany_ofnone_of for_each for_each_n    countcount_if adjacent_find mismatch equal lexicographical_compare    containscontains_subrange (C++23)(C++23) findfind_iffind_if_not find_lastfind_last_iffind_last_if_not (C++23)(C++23)(C++23)   find_end find_first_of search search_n starts_with (C++23) ends_with (C++23)

修改序列操作

copycopy_if copy_n copy_backward    move move_backward shift_leftshift_right (C++23)(C++23)   fill fill_n generate generate_n    transform swap_ranges    shuffle sample removeremove_if replacereplace_if reverse rotate remove_copyremove_copy_if    unique replace_copyreplace_copy_if reverse_copy rotate_copy unique_copy

划分操作

is_partitioned    partition_point    partition    partition_copy    stable_partition

排序操作

is_sorted is_sorted_until     sort stable_sort         partial_sort       nth_element partial_sort_copy

二分查找操作（在已排序的范围内）

lower_bound         upper_bound         binary_search      equal_range

集合操作（于已排序范围上）

merge inplace_merge       set_difference set_intersection    set_union          includes set_symmetric_difference

堆操作

is_heap is_heap_until       make_heap           sort_heap push_heap pop_heap

最小/最大值操作

max max_element         min min_element         minmax minmax_element     clamp

排列操作

is_permutation      next_permutation    prev_permutation

折叠操作

fold_left (C++23) fold_left_first (C++23)   fold_right (C++23) fold_right_last (C++23)   fold_left_with_iter (C++23) fold_left_first_with_iter (C++23)

数值操作 iota (C++23)             随机数生成 generate_random (C++26)

对未初始化存储的操作

construct_at    destroy destroy_n destroy_at uninitialized_copy    uninitialized_move uninitialized_fill uninitialized_copy_n    uninitialized_move_n uninitialized_fill_n uninitialized_default_construct uninitialized_default_construct_n uninitialized_value_construct uninitialized_value_construct_n

返回类型

in_fun_result in_in_result in_found_result    in_out_result in_in_out_result    in_out_out_result    min_max_result out_value_result (C++23) in_value_result (C++23)

 

定义于头文件 <algorithm>
调用签名 (Call signature)
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     nth_element( I first, I nth, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(1)	(C++20 起)
template< ranges::random_access_range R,           class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity > requires std::sortable<iterator_t<R>, Comp, Proj> constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>     nth_element( R&& r, iterator_t<R> nth, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(2)	(C++20 起)

重新排列 [first, last) 中的元素，使得

• 由 nth 指向的元素被更改为，如果 [first, last) 根据 comp 和 proj 排序，则该位置上出现的元素。
• 所有在此新的 nth 元素之前的元素都 _小于或等于_ 此新的 nth 元素之后的元素。也就是说，对于范围 [first, nth) 和 [nth, last) 中的每个迭代器 _i_ 和 _j_，表达式 std::invoke(comp, std::invoke(proj, *j), std::invoke(proj, *i)) 评估为 false。
• 如果 nth == last，则函数无效果。

1) 元素使用给定的二元比较函数对象 comp 和投影对象 proj 进行比较。

2) 同 (1)，但使用 r 作为范围，如同使用 ranges::begin(r) 作为 first，使用 ranges::end(r) 作为 last。

本页描述的类函数实体是 算法函数对象（非正式地称为 niebloids），即

• 调用它们中的任何一个时，不能指定显式模板参数列表。
• 它们中的任何一个都对 参数依赖查找 不可见。
• 当它们中的任何一个通过 普通非限定查找 找到作为函数调用运算符左侧的名称时，会抑制 参数依赖查找。

参数

first, last	-	定义要重新排列的元素的范围的迭代器-哨兵对
r	-	要重新排列的元素范围
nth	-	定义分区点的迭代器
comp	-	用于比较投影元素的比较器
proj	-	应用于元素的投影

返回值

1) 一个等于 last 的迭代器。

2) 如果 r 是左值或 borrowed_range 类型，则与 (1) 相同。否则返回 std::ranges::dangling。

复杂度

平均情况下，与 ranges::distance(first, last) 呈线性关系。

注意

使用的算法通常是 内省选择（introselect），但也允许其他具有适当平均情况复杂度的 选择算法。

可能的实现

另请参阅 msvc stl、libstdc++ 和 libc++ 中的实现：(1) / (2)。

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <array>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <string_view>
 
void print(std::string_view rem, std::ranges::input_range auto const& a)
{
    for (std::cout << rem; const auto e : a)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << '\n';
}
 
int main()
{
    std::array v{5, 6, 4, 3, 2, 6, 7, 9, 3};
    print("Before nth_element: ", v);
 
    std::ranges::nth_element(v, v.begin() + v.size() / 2);
    print("After nth_element:  ", v);
    std::cout << "The median is: " << v[v.size() / 2] << '\n';
 
    std::ranges::nth_element(v, v.begin() + 1, std::greater<int>());
    print("After nth_element:  ", v);
    std::cout << "The second largest element is: " << v[1] << '\n';
    std::cout << "The largest element is: " << v[0] << "\n\n";
 
    using namespace std::literals;
    std::array names
    {
        "Diva"sv, "Cornelius"sv, "Munro"sv, "Rhod"sv,
        "Zorg"sv, "Korben"sv, "Bender"sv, "Leeloo"sv,
    };
    print("Before nth_element: ", names);
    auto fifth_element{std::ranges::next(names.begin(), 4)};
    std::ranges::nth_element(names, fifth_element);
    print("After nth_element:  ", names);
    std::cout << "The 5th element is: " << *fifth_element << '\n';
}

输出

Before nth_element: 5 6 4 3 2 6 7 9 3 
After nth_element:  2 3 3 4 5 6 6 7 9 
The median is: 5
After nth_element:  9 7 6 6 5 4 3 3 2 
The second largest element is: 7
The largest element is: 9
 
Before nth_element: Diva Cornelius Munro Rhod Zorg Korben Bender Leeloo 
After nth_element:  Diva Cornelius Bender Korben Leeloo Rhod Munro Zorg 
The 5th element is: Leeloo

参阅

ranges::max_element (C++20)	返回一个范围中最大的元素 (算法函数对象)
ranges::min_element (C++20)	返回一个范围中最小的元素 (算法函数对象)
ranges::partition (C++20)	将一个范围的元素分成两组 (算法函数对象)
ranges::partial_sort (C++20)	对一个范围的前 N 个元素进行排序 (算法函数对象)
nth_element	部分排序给定的范围，确保它被给定的元素划分 (函数模板)