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std::nth_element

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Défini dans l'en-tête <algorithm>
template< class RandomIt >
void nth_element( RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last );
(1) (constexpr depuis C++20)
template< class ExecutionPolicy, class RandomIt >
void nth_element( ExecutionPolicy&& policy,
                  RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last );
(2) (depuis C++17)
template< class RandomIt, class Compare >
void nth_element( RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last,
                  Compare comp );
(3) (constexpr depuis C++20)
template< class ExecutionPolicy, class RandomIt, class Compare >
void nth_element( ExecutionPolicy&& policy,
                  RandomIt first, RandomIt nth, RandomIt last,
                  Compare comp );
(4) (depuis C++17)

nth_element réarrange les éléments dans [firstlast) de sorte qu'après le réarrangement :

  • L'élément pointé par nth est remplacé par l'élément qui se trouverait à cette position si [firstlast) était trié.
  • Pour tout itérateur i dans [firstnth) et tout itérateur j dans [nthlast), la condition suivante est satisfaite :
1,2) bool(*j < *i)(jusqu'à C++20)std::less{}(*j, *i)(depuis C++20) est false.
3,4) bool(comp(*j, *i)) est false.


1) Les éléments sont hypothétiquement triés par rapport à operator<(jusqu'à C++20)std::less{}(depuis C++20).
3) Les éléments sont hypothétiquement triés par rapport à comp.
2,4) Identique à (1,3), mais exécuté selon policy.
Ces surcharges ne participent à la résolution de surcharge que si la valeur de l'expression suivante est true :

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>

(jusqu'à C++20)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>

(depuis C++20)

Si l'une des conditions suivantes est satisfaite, le comportement est indéfini :

(jusqu'à C++11)
(depuis C++11)

Paramètres

first, last - la paire d'itérateurs définissant la plage d'éléments pour le tri partiel
nth - itérateur à accès aléatoire définissant le point de partition du tri
policy - la politique d'exécution à utiliser
comp - objet fonction de comparaison (c'est-à-dire un objet qui satisfait aux exigences de Compare) qui renvoie true si le premier argument est inférieur (c'est-à-dire est ordonné avant) au second.

La signature de la fonction de comparaison doit être équivalente à la suivante :

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

Bien que la signature n'ait pas besoin d'avoir const&, la fonction ne doit pas modifier les objets qui lui sont passés et doit pouvoir accepter toutes les valeurs de type (éventuellement const) Type1 et Type2 indépendamment de la catégorie de valeur (ainsi, Type1& n'est pas autorisé, pas plus que Type1 sauf si pour Type1 un déplacement équivaut à une copie(depuis C++11)).
Les types Type1 et Type2 doivent être tels qu'un objet de type RandomIt puisse être déréférencé puis implicitement converti vers les deux. ​

Exigences de type
-
RandomIt doit satisfaire aux exigences de LegacyRandomAccessIterator.
-
Compare doit satisfaire aux exigences de Compare.

Complexité

Étant donné N comme last - first :

1) O(N) comparaisons utilisant operator<(jusqu'à C++20)std::less{}(depuis C++20) en moyenne.
2) O(N) comparaisons utilisant operator<(jusqu'à C++20)std::less{}(depuis C++20), et O(N·log(N)) échanges.
3) O(N) applications du comparateur comp en moyenne.
4) O(N) applications du comparateur comp, et O(N·log(N)) échanges.

Exceptions

Les surcharges avec un paramètre template nommé ExecutionPolicy signalent les erreurs comme suit :

  • Si l'exécution d'une fonction invoquée dans le cadre de l'algorithme lève une exception et ExecutionPolicy est l'une des politiques standard, std::terminate est appelé. Pour toute autre ExecutionPolicy, le comportement est défini par l'implémentation.
  • Si l'algorithme échoue à allouer de la mémoire, std::bad_alloc est levé.

Implémentation possible

Voir aussi les implémentations dans libstdc++, libc++, et MSVC STL.

Notes

L'algorithme utilisé est généralement Introselect bien que d'autres algorithmes de sélection avec une complexité moyenne appropriée soient autorisés.

Exemple

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <vector>

void printVec(const std::vector<int>& vec)
{
    std::cout << "v = {";
    for (char sep[]{0, ' ', 0}; const int i : vec)
        std::cout << sep << i, sep[0] = ',';
    std::cout << "};\n";
}

int main()
{
    std::vector<int> v{5, 10, 6, 4, 3, 2, 6, 7, 9, 3};
    printVec(v);
    
    auto m = v.begin() + v.size() / 2;
    std::nth_element(v.begin(), m, v.end());
    std::cout << "\nThe median is " << v[v.size() / 2] << '\n';
    // The consequence of the inequality of elements before/after the Nth one:
    assert(std::accumulate(v.begin(), m, 0) < std::accumulate(m, v.end(), 0));
    printVec(v);
    
    // Note: comp function changed
    std::nth_element(v.begin(), v.begin() + 1, v.end(), std::greater{});
    std::cout << "\nThe second largest element is " << v[1] << '\n';
    std::cout << "The largest element is " << v[0] << '\n';
    printVec(v);
}

Résultat possible :

v = {5, 10, 6, 4, 3, 2, 6, 7, 9, 3};

The median is 6
v = {3, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 7, 9, 6};

The second largest element is 9
The largest element is 10
v = {10, 9, 6, 7, 6, 3, 5, 4, 3, 2};

Rapports de défauts

Les rapports de défauts modifiant le comportement suivants ont été appliqués rétroactivement aux normes C++ précédemment publiées.

DR Appliqué à Comportement tel que publié Comportement correct
LWG 2150 C++98 après le réarrangement, un seul élément avant nth
devait être non supérieur à un élément après nth
correction de l'
exigence
LWG 2163 C++98 la surcharge (1) utilisait operator> pour comparer les éléments changé en operator<
P0896R4 C++98 [firstnth) et [nthlast)
n'étaient pas requis d'être des plages valides
le comportement est indéfini
si l'un d'eux est invalide

Voir aussi

renvoie le plus grand élément d'une plage
(modèle de fonction & objet fonction d'algorithme)
renvoie le plus petit élément d'une plage
(modèle de fonction & objet fonction d'algorithme)
copie et trie partiellement une plage d'éléments
(modèle de fonction & objet fonction d'algorithme)
trie une plage d'éléments tout en préservant l'ordre relatif entre éléments équivalents
(modèle de fonction & objet fonction d'algorithme)
trie une plage d'éléments
(modèle de fonction & objet fonction d'algorithme)
trouve le Nième élément si la plage était triée
(objet fonction d'algorithme)