std::ranges::is_heap_until

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堆操作
ranges::is_heap_until
最小/最大操作
排列
未初始化存储上的操作
返回类型
 
定义于头文件 <algorithm>
调用签名
template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,

          class Proj = std::identity, std::indirect_strict_weak_order<
          std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less >

constexpr I is_heap_until( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(1) (C++20 起)
template< ranges::random_access_range R, class Proj = std::identity,

          std::indirect_strict_weak_order<std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>
          Comp = ranges::less >
constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>

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

检验范围 [first, last) 并寻找始于 first 且为最大堆的最大范围。

1) 用给定的二元比较函数 comp 和投影对象 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,或以某些特殊编译器扩展实现。

参数

first, last - 要检验的元素范围
r - 要检验的元素范围
pred - 应用到投影后元素的谓词
proj - 应用到元素的投影

返回值

始于 first 并为最大堆的最大范围的上界。即尾迭代器 it ,使得范围 [first, it) 相对于 compproj最大堆

复杂度

firstlast 间的距离成线性。

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 is_heap_until_fn {
    template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
              class Proj = std::identity, std::indirect_strict_weak_order<
              std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less >
    constexpr I
    operator()( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} ) const {
        std::iter_difference_t<I> n {ranges::distance(first, last)}, dad {0}, son {1};
        for (; son != n; ++son) {
            if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(first + dad)),
                                  std::invoke(proj, *(first + son)))) {
                return first + son;
            } else if ((son % 2) == 0) {
                ++dad;
            }
        }
        return first + n;
    }
 
    template< ranges::random_access_range R, class Proj = std::identity,
              std::indirect_strict_weak_order<std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>
              Comp = ranges::less >
    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 is_heap_until_fn is_heap_until{};

示例

此示例将给定的 vector 重置为(平衡)二叉树

#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
 
void out(const auto& what, int n = 1) { while (n-- > 0) std::cout << what; }
 
void draw_bin_tree(auto first, auto last);
 
int main()
{
    std::vector<int> v { 3, 1, 4, 1, 5, 9, };
    std::ranges::make_heap(v);
 
    // probably mess up the heap
    v.push_back(2);
    v.push_back(6);
 
    out("v after make_heap and push_back: \n");
    draw_bin_tree(v.begin(), v.end());
 
    out("the max-heap prefix of v: \n");
    const auto heap_end = std::ranges::is_heap_until(v);
    draw_bin_tree(v.begin(), heap_end);
}
 
void draw_bin_tree(auto first, auto last)
{
    auto bails = [](int n, int w) {
        auto b = [](int w) { out("┌"), out("─", w), out("┴"), out("─", w), out("┐"); };
        n /= 2;
        if (!n) return;
        for (out(' ', w); n-- > 0; ) b(w), out(' ', w + w + 1);
        out('\n');
    };
    auto data = [](int n, int w, auto& first, auto last) {
        for(out(' ', w); n-- > 0 && first != last; ++first)
            out(*first), out(' ', w + w + 1);
        out('\n');
    };
    auto tier = [&](int t, int m, auto& first, auto last) {
        const int n {1 << t};
        const int w {(1 << (m - t - 1)) - 1};
        bails(n, w), data(n, w, first, last);
    };
    const auto size {std::ranges::distance(first, last)};
    const int m {static_cast<int>(std::ceil(std::log2(1 + size)))};
    for (int i{}; i != m; ++i) { tier(i, m, first, last); }
}

输出:

v after make_heap and push_back: 
       9               
   ┌───┴───┐       
   5       4       
 ┌─┴─┐   ┌─┴─┐   
 1   1   3   2   
┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐ 
6 
the max-heap prefix of v: 
   9       
 ┌─┴─┐   
 5   4   
┌┴┐ ┌┴┐ 
1 1 3 2

参阅

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