std::partition

ヘッダ `<algorithm>` で定義
	(1)
template< class BidirIt, class UnaryPredicate > BidirIt partition( BidirIt first, BidirIt last, UnaryPredicate p );			(C++11以前)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate > ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );			(C++11およびそれ以降)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPredicate > ForwardIt partition( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p );		(2)	(C++17およびそれ以降)

1) 述語 p が true を返すすべての要素が述語 p が false を返すすべての要素より前に来るように、範囲 [first, last) の要素を並べ替えます。要素の相対順序は維持されません。

2) (1) と同じですが、 policy に従って実行されます。このオーバーロードは、 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> が true でなければ、オーバーロード解決に参加しません。

first, last	-	並べ替える要素の範囲
policy	-	使用する実行ポリシー。詳細は実行ポリシーを参照してください
p	-	要素が他の要素より前に並べられるべき場合に true を返す単項述語。述語関数のシグネチャは以下と同等なものであるべきです。 bool pred(const Type &a); シグネチャが const & を持つ必要はありませんが、関数は渡されたオブジェクトを変更してはなりません。型 Type は ForwardIt 型のオブジェクトの逆参照から暗黙に変換可能なものでなければなりません。
型の要件
- `BidirIt` は `BidirectionalIterator` の要件を満たさなければなりません。
- `ForwardIt` は `ValueSwappable` および `ForwardIterator` の要件を満たさなければなりません。 `ForwardIt` が `BidirectionalIterator` の要件も満たす場合、操作はより効率よくなります。
- `UnaryPredicate` は `Predicate` の要件を満たさなければなりません。

[編集] 戻り値

2つめのグループの最初の要素を指すイテレータ。

[編集] 計算量

N = std::distance(first,last) とすると、

1) ちょうど N 回の述語の適用。 ForwardIt が BidirectionalIterator の要件を満たす場合は多くとも N/2 回の swap、そうでなければ多くとも N 回の swap。

2) O(N log N) 回の swap および O(N) 回の述語の適用。

[編集] 例外

テンプレート引数 ExecutionPolicy を持つオーバーロードは以下のようにエラーを報告します。

アルゴリズムの一部として呼び出された関数の実行が例外を投げ、 ExecutionPolicy が3つの標準のポリシーのいずれかの場合は、 std::terminate が呼ばれます。それ以外のあらゆる ExecutionPolicy については、動作は処理系定義です。
アルゴリズムがメモリの確保に失敗した場合は、 std::bad_alloc が投げられます。

[編集] 実装例

template<class ForwardIt, class UnaryPredicate>
ForwardIt partition(ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p)
{
    first = std::find_if_not(first, last, p);
    if (first == last) return first;
 
    for (ForwardIt i = std::next(first); i != last; ++i) {
        if (p(*i)) {
            std::iter_swap(i, first);
            ++first;
        }
    }
    return first;
}

[編集] 例

Run this code

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <forward_list>
 
template <class ForwardIt>
 void quicksort(ForwardIt first, ForwardIt last)
 {
    if(first == last) return;
    auto pivot = *std::next(first, std::distance(first,last)/2);
    ForwardIt middle1 = std::partition(first, last, 
                         [pivot](const auto& em){ return em < pivot; });
    ForwardIt middle2 = std::partition(middle1, last, 
                         [pivot](const auto& em){ return !(pivot < em); });
    quicksort(first, middle1);
    quicksort(middle2, last);
 }
 
int main()
{
    std::vector<int> v = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    std::cout << "Original vector:\n    ";
    for(int elem : v) std::cout << elem << ' ';
 
    auto it = std::partition(v.begin(), v.end(), [](int i){return i % 2 == 0;});
 
    std::cout << "\nPartitioned vector:\n    ";
    std::copy(std::begin(v), it, std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << " * ";
    std::copy(it, std::end(v), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
 
    std::forward_list<int> fl = {1, 30, -4, 3, 5, -4, 1, 6, -8, 2, -5, 64, 1, 92};
    std::cout << "\nUnsorted list:\n    ";
    for(int n : fl) std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';  
 
    quicksort(std::begin(fl), std::end(fl));
    std::cout << "Sorted using quicksort:\n    ";
    for(int fi : fl) std::cout << fi << ' ';
    std::cout << '\n';
}

出力:

Original vector:
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Partitioned vector:
    0 8 2 6 4  *  5 3 7 1 9 
Unsorted list:
    1 30 -4 3 5 -4 1 6 -8 2 -5 64 1 92 
Sorted using quicksort:
    -8 -5 -4 -4 1 1 1 2 3 5 6 30 64 92

[編集] 関連項目

is_partitioned (C++11)	指定範囲が指定した述語で分割されているかどうか調べます (関数テンプレート) [edit]
stable_partition	相対的な順序を維持しながら要素を2つのグループに分割します (関数テンプレート) [edit]

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