std::ranges::sort_heap

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受约束算法: std::ranges::copy, std::ranges::sort, ...
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划分操作
排序操作
二分搜索操作
集合操作(在已排序范围上)
堆操作
ranges::sort_heap
最小/最大操作
排列
未初始化存储上的操作
返回类型
 
在标头 <algorithm> 定义
调用签名
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

sort_heap( I first, 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<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>

sort_heap( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(2) (C++20 起)

转换最大堆 [first, last) 为按升序排序的范围。产生的范围不再拥有堆属性。

1) 用给定的二元比较函数 comp 与投影对象 proj 比较元素。
2)(1) ,但以 r 为范围,如同以 ranges::begin(r)first 并以 ranges::end(r)last

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid,即:

实际上,它们能以函数对象,或者某些特殊编译器扩展实现。

参数

first, last - 要排序的元素范围
r - 要排序的元素范围
pred - 应用到投影后元素的谓词
proj - 应用到元素的投影

返回值

等于 last 的迭代器。

复杂度

给定 N = ranges::distance(first, last) ,至多比较 2Nlog(N) 次,投影 4Nlog(N) 次。

注解

最大堆是按照比较器 comp 与投影 proj 排列的元素范围 [f, l) ,拥有下列属性:

  • N == l - f ,对于所有 0 < i < Np == f[(i - 1) / 2]q == f[i] ,表达式 std::invoke(comp, std::invoke(proj, p), std::invoke(proj, q)) 求值为 false
  • 能用 ranges::push_heap()𝓞(log N) 时间内添加新元素。
  • 能用 ranges::pop_heap()𝓞(log N) 时间内移除首元素。

可能的实现

struct sort_heap_fn {
    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
    operator()( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} ) const {
        auto ret {ranges::next(first, last)};
        for (; first != last; --last) {
            ranges::pop_heap(first, last, comp, proj);
        }
        return ret;
    }
 
    template< ranges::random_access_range R, class Comp = ranges::less,
              class Proj = std::identity >
    requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
    constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>
    operator()( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} ) const {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(comp), std::move(proj));
    }
};
 
inline constexpr sort_heap_fn sort_heap{};

示例

#include <algorithm>
#include <array>
#include <iostream>
 
void print(auto const& rem, auto const& v)
{
    std::cout << rem;
    for (const auto i : v)
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
}
 
int main()
{
    std::array v {3, 1, 4, 1, 5, 9};
    print("original array:  ", v);
 
    std::ranges::make_heap(v);
    print("after make_heap: ", v);
 
    std::ranges::sort_heap(v);
    print("after sort_heap: ", v);
}

输出:

original array:  3 1 4 1 5 9
after make_heap: 9 5 4 1 1 3
after sort_heap: 1 1 3 4 5 9

参阅

检查给定范围是否为最大堆
(niebloid)
寻找能成为最大堆的最大子范围
(niebloid)
从一个元素范围创建出一个最大堆
(niebloid)
从最大堆中移除最大元素
(niebloid)
将一个元素加入到一个最大堆
(niebloid)
将一个最大堆变成一个按升序排序的元素范围
(函数模板)