C++11标准模板(STL)- 算法(std::minmax_element)
创始人
2024-04-25 13:53:27
0
定义于头文件 

算法库提供大量用途的函数(例如查找、排序、计数、操作),它们在元素范围上操作。注意范围定义为 [first, last) ,其中 last 指代要查询或修改的最后元素的后一个元素。

返回范围内的最小元素和最大元素

std::minmax_element
template< class ForwardIt >

std::pair

    minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last );
(1)(C++11 起)
(C++17 前)
template< class ForwardIt >

constexpr std::pair

    minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last );
(C++17 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt >

std::pair

    minmax_element( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last );
(2)(C++17 起)
template< class ForwardIt, class Compare >

std::pair

    minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp );
(3)(C++11 起)
(C++17 前)
template< class ForwardIt, class Compare >

constexpr std::pair

    minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp );
(C++17 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class Compare >

std::pair

    minmax_element( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp );
(4)(C++17 起)

寻找范围 [first, last) 中最小和最大的元素。

1) 用 operator< 比较元素。

3) 用给定的二元比较函数 comp 比较元素。

2,4) 同 (1,3) ,但按照 policy 执行。这些重载仅若 std::is_execution_policy_v> 为 true 才参与重载决议。

参数

first, last-定义要检验的元素范围的迭代器
policy-所用的执行策略。细节见执行策略。
cmp-比较函数对象(即满足比较 (Compare) 要求的对象),若若 *a 小于 *b ,则返回 ​true 。

比较函数的签名应等价于如下:

 bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

虽然签名不必有 const & ,函数也不能修改传递给它的对象,而且必须接受(可为 const 的)类型 Type1Type2 的值,无关乎值类别(从而不允许 Type1 & ,亦不允许 Type1 ,除非 Type1 的移动等价于复制 (C++11 起))。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 ForwardIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。 ​

类型要求
- ForwardIt 必须满足遗留向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。

返回值

以指向最小元素的迭代器为第一元素,以指向最大元素的迭代器为第二元素的 pair 。若范围为空则返回 std::make_pair(first, first) 。若多个元素等价于最小元素,则返回指向首个这种元素的迭代器。若多个元素等价于最大元素,则返回指向最后一个这种元素的迭代器。

复杂度

至多应用谓词 max(floor(3/2(N−1)), 0) 次,其中 N = std::distance(first, last) 。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误:

  • 若作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常,且 ExecutionPolicy 为标准策略之一,则调用 std::terminate 。对于任何其他 ExecutionPolicy ,行为是实现定义的。
  • 若算法无法分配内存,则抛出 std::bad_alloc 。

注意

此算法不仅在效率上异于 std::make_pair(std::min_element(), std::max_element()) ,而且此算法寻找最后的最大元素,而 std::max_element 寻找首个最大元素。

 

可能的实现

版本一

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

版本二

template
std::pair 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};
}

调用示例

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include using namespace std;struct Cell
{int x;int y;Cell &operator +=(const Cell &cell){x += cell.x;y += cell.y;return *this;}bool operator <(const Cell &cell) const{if (x == cell.x){return y < cell.y;}else{return x < cell.x;}}
};std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Cell &cell)
{os << "{" << cell.x << "," << cell.y << "}";return os;
}int main()
{srand((unsigned)time(NULL));;std::cout << std::boolalpha;auto func1 = [](){int n = std::rand() % 10 + 100;Cell cell{n, n};return cell;};// 初始化cells1vector cells1(6);std::generate(cells1.begin(), cells1.end(), func1);// 打印cells1std::cout << "cells2:   ";std::copy(cells1.begin(), cells1.end(), std::ostream_iterator(std::cout, " "));std::cout << std::endl;std::cout << std::endl;using cItCell = std::pair < vector::const_iterator, vector::const_iterator>;//寻找范围 [first, last) 中最小和最大的元素。//1) 用 operator< 比较元素。cItCell result1 = std::minmax_element(cells1.begin(), cells1.end());std::cout << "min:      " << *result1.first  << std::endl;std::cout << "max:      " << *result1.second << std::endl;std::cout << std::endl;std::cout << std::endl;auto larger = [](const Cell & a, const Cell & b){if (a.x == b.x){return a.y < b.y;}else{return a.x < b.x;}};// 初始化cells2vector cells2(6);std::generate(cells2.begin(), cells2.end(), func1);// cells2std::cout << "cells2:    ";std::copy(cells2.begin(), cells2.end(), std::ostream_iterator(std::cout, " "));std::cout << std::endl;std::cout << std::endl;//寻找范围 [first, last) 中最小和最大的元素。//3) 用给定的二元比较函数 comp 比较元素。cItCell result2 = std::minmax_element(cells2.begin(), cells2.end(), larger);std::cout << "min:      " << *result2.first  << std::endl;std::cout << "max:      " << *result2.second << std::endl;return 0;
}

输出

 

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