4. nth_element

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function template
<algorithm>

std::nth_element

namespace std {
  template <class RandomAccessIterator>
  void nth_element(RandomAccessIterator first,
                   RandomAccessIterator nth,
                   RandomAccessIterator last);           // (1) C++03

  template <class RandomAccessIterator>
  constexpr void nth_element(RandomAccessIterator first,
                             RandomAccessIterator nth,
                             RandomAccessIterator last); // (1) C++20

  template <class RandomAccessIterator, class Compare>
  void nth_element(RandomAccessIterator first,
                   RandomAccessIterator nth,
                   RandomAccessIterator last,
                   Compare comp);                        // (2) C++03

  template <class RandomAccessIterator, class Compare>
  constexpr void nth_element(RandomAccessIterator first,
                             RandomAccessIterator nth,
                             RandomAccessIterator last,
                             Compare comp);              // (2) C++20

  template <class ExecutionPolicy, class RandomAccessIterator>
  void nth_element(ExecutionPolicy&& exec,
                   RandomAccessIterator first,
                   RandomAccessIterator nth,
                   RandomAccessIterator last);           // (3) C++17

  template <class ExecutionPolicy, class RandomAccessIterator, class Compare>
  void nth_element(ExecutionPolicy&& exec,
                   RandomAccessIterator first,
                   RandomAccessIterator nth,
                   RandomAccessIterator last,
                   Compare comp);                        // (4) C++17
}

概要

基準となる要素よりも小さい要素が前に来るよう並べ替える。

この関数はイテレータ範囲 [first,last) の並び替えを行うが、基準位置 nth のみが正しい要素、つまり仮に範囲 [first,last) 全体を並び替えた際にnthに位置すべき要素となる。前半のイテレータ範囲 [first,nth) は関数呼び出し後の位置 nth にある要素よりも小さいことは保証されるが、そのイテレータ範囲 [first,nth) 内での要素並び順はなんら保証されない。

あるイテレータ範囲に対して部分的な並び替えを行う場合は、partial_sort()を使用する。また範囲全体に対して並び替えを行う場合は、sort()を使用する。

テンプレートパラメータ制約

  • RandomAccessIterator は ValueSwappable の要件を満たしている必要がある。*first の型は MoveConstructible と MoveAssignable の要件を満たしている必要がある。

効果

nth_element() を呼び出した後、nth が指している位置の要素は、全ての範囲がソートされた場合の位置にある要素になる。そして、[first,nth) にあるイテレータ i と、[nth,last) にあるイテレータ j について、!(*j < *i) または comp(*j, *i) == false になる。

戻り値

なし

計算量

  • (1), (2) : 平均で線形時間
  • (3), (4) : N = last - firstであるとして、O(N)回だけ比較または述語の適用と、O(NlogN)回だけswap操作を行う

例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main()
{
  std::vector<int> v = {5, 10, 4, 7, 1, 9, 8, 6, 2};

  // 4番目に小さい値より小さい値を前に集める
  std::nth_element(v.begin(), v.begin() + 3, v.end());

  std::for_each(v.begin(), v.end(), [](int x) {
    std::cout << x << std::endl;
  });
}

出力例

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参照