STL源码剖析------nth_element()&&partition()

最新推荐文章于 2023-12-29 09:08:58 发布

原创最新推荐文章于 2023-12-29 09:08:58 发布 · 1.5k 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#源码 #stl #迭代器 #iterator #类

算法优化和STL 专栏收录该内容

19 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨了C++中用于选择排序的模板函数nth_element及其内部实现，包括如何通过partition函数将序列划分为两部分，以及在序列长度小于32时使用插入排序。详细解析了partition函数的源码，揭示了其如何通过循环比较和交换元素，最终将序列分为满足条件的两部分。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

直接贴第一段代码：

// nth_element() and its auxiliary functions.  

template <class _RandomAccessIter, class _Tp>
void __nth_element(_RandomAccessIter __first, _RandomAccessIter __nth,
                   _RandomAccessIter __last, _Tp*) {
  while (__last - __first > 32) {
    _RandomAccessIter __cut =
      __unguarded_partition(__first, __last,
                            _Tp(__median(*__first,
                                         *(__first + (__last - __first)/2),
                                         *(__last - 1))));
    if (__cut <= __nth)
      __first = __cut;
    else 
      __last = __cut;
  }
  __insertion_sort(__first, __last);
}

template <class _RandomAccessIter>
inline void nth_element(_RandomAccessIter __first, _RandomAccessIter __nth,
                        _RandomAccessIter __last) {
  __STL_REQUIRES(_RandomAccessIter, _Mutable_RandomAccessIterator);
  __STL_REQUIRES(typename iterator_traits<_RandomAccessIter>::value_type,
                 _LessThanComparable);
  __nth_element(__first, __nth, __last, __VALUE_TYPE(__first));
}

这里是直接调用partion（）来把序列分为两个部分，如果Nth在左边就所有左边的第n位置，如果左边的size<n，那就肯定在右边的，搜索右边的nth - size()。

直到序列的长度小于32，就用插入排序，这时迭代器指向的左边元素都小于等于它，右边都大于等于它，然后迭代器的位置就是你要找的位置了。

刚才说到了调用分类排序的方法partition（），现在再来说说partition的源码：

template <class _RandomAccessIter, class _Tp>
_RandomAccessIter __unguarded_partition(_RandomAccessIter __first, 
                                        _RandomAccessIter __last, 
                                        _Tp __pivot) 
{
  while (true) {
    while (*__first < __pivot)
      ++__first;
    --__last;
    while (__pivot < *__last)
      --__last;
    if (!(__first < __last))
      return __first;
    iter_swap(__first, __last);
    ++__first;
  }
}

源码很简单，就是快排的那个比k大k小的元素的那个交换步骤。