std::minmax_element

在标头 `<algorithm>` 定义
template< class ForwardIt > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last );	(1)	(C++11 起) (C++17 起为 `constexpr`)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last );	(2)	(C++17 起)
template< class ForwardIt, class Compare > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp );	(3)	(C++11 起) (C++17 起为 `constexpr`)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class Compare > std::pair<ForwardIt, ForwardIt> minmax_element( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp );	(4)	(C++17 起)

寻找范围 [first, last) 中最小和最大的元素。

1) 用 operator< (C++20 前)std::less{} (C++20 起) 比较元素。

3) 用比较函数 comp 比较元素。

2,4) 同 (1,3)，但按照 policy 执行。

这些重载只有在

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 前)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 起)

是 true 时时才会参与重载决议。

参数

first, last	-	定义要检验的元素范围的迭代器
policy	-	所用的执行策略。细节见执行策略。
cmp	-	比较函数对象（即满足比较 (Compare) 要求的对象），如果首个实参小于第二个，则返回 true。比较函数的签名应等价于如下： bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b); 虽然签名不必有 const&，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须能够接受（可有 const 限定的）类型 `Type1` 与 `Type2` 的所有值，与值类别无关（从而不允许 Type1 &，也不允许 Type1，除非 `Type1` 的移动等价于复制 (C++11 起)）。类型 Type1 与 Type2 必须使得 ForwardIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。
类型要求
- `ForwardIt` 必须满足老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 。

返回值

以指向最小元素的迭代器为第一元素，以指向最大元素的迭代器为第二元素的 pair。范围为空时返回 std::make_pair(first, first)。如果多个元素等价于最小元素，那么返回指向首个这种元素的迭代器。如果多个元素等价于最大元素，那么返回指向最后一个这种元素的迭代器。

复杂度

给定 $\scriptsize N$ $N$ 为 std::distance(first, last)：

1,2) 最多应用

max(⌊ 32 (N-1)⌋,0)

次 operator< (C++20 前)std::less{} (C++20 起) 进行比较。

3,4) 最多应用

max(⌊ 32 (N-1)⌋,0)

次比较函数 comp。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
如果算法无法分配内存，那么抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

minmax_element

template<class ForwardIt>
std::pair<ForwardIt, ForwardIt>
    minmax_element(ForwardIt first, ForwardIt last)
{
    using value_type = typename std::iterator_traits<ForwardIt>::value_type;
    return std::minmax_element(first, last, std::less<value_type>());
}

minmax_element

template<class ForwardIt, class Compare>
std::pair<ForwardIt, ForwardIt>
    minmax_element(ForwardIt first, ForwardIt last, Compare comp)
{
    auto min = first, max = first;
 
    if (first == last || ++first == last)
        return {min, max};
 
    if (comp(*first, *min))
        min = first;
    else
        max = first;
 
    while (++first != last)
    {
        auto i = first;
        if (++first == last)
        {
            if (comp(*i, *min))
                min = i;
            else if (!(comp(*i, *max)))
                max = i;
            break;
        }
        else
        {
            if (comp(*first, *i))
            {
                if (comp(*first, *min))
                    min = first;
                if (!(comp(*i, *max)))
                    max = i;
            }
            else
            {
                if (comp(*i, *min))
                    min = i;
                if (!(comp(*first, *max)))
                    max = first;
            }
        }
    }
    return {min, max};
}

注解

此算法不仅在效率上与 std::make_pair(std::min_element(), std::max_element()) 不同，而且此算法寻找最后的最大元素，而 std::max_element 寻找首个最大元素。

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <iostream>
 
int main()
{
    const auto v = {3, 9, 1, 4, 2, 5, 9};
    const auto [min, max] = std::minmax_element(begin(v), end(v));
 
    std::cout << "min = " << *min << ", max = " << *max << '\n';
}

输出：

min = 1, max = 9

参阅

min_element	返回范围内的最小元素 (函数模板)
max_element	返回范围内的最大元素 (函数模板)
ranges::minmax_element (C++20)	返回范围中的最小和最大元素 (niebloid)

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std::minmax_element

参数

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