std::ranges::prev_permutation, std::ranges::prev_permutation_result

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返回类型
 
在标头 <algorithm> 定义
调用签名
template< std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S,

          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
requires std::sortable<I, Comp, Proj>
constexpr prev_permutation_result<I>

    prev_permutation( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(1) (C++20 起)
template< ranges::bidirectional_range R, class Comp = ranges::less,

          class Proj = std::identity >
requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
constexpr prev_permutation_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>>

    prev_permutation( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(2) (C++20 起)
辅助类型
template< class I >
using prev_permutation_result = ranges::in_found_result<I>;
(3) (C++20 起)
1) 变换范围 [firstlast) 到前一排列,其中所有排列的集合在词法上按照函数对象 comp 与投影函数对象 proj 定序。
返回:
  • 若存在“前一排列”,则返回 {last, true}
  • 否则返回 {last, false},并将范围变换为(词法上的)最后排列,如同
ranges::sort(first, last, comp, proj);
ranges::reverse(first, last);
2)(1),但以 r 为源范围,如同以 ranges::begin(r)first 并以 ranges::end(r)last

此页面上描述的函数式实体是 niebloid,即:

实践中,可以作为函数对象,或者用某些特殊编译器扩展实现它们。

参数

first, last - 要“重排”的元素范围
r - 要“重排”的元素范围
comp - 若第一实参“小于”第二个则返回 true 的比较函数对象
proj - 应用到元素的投影

返回值

1) 若新排列词法上小于旧者则为 ranges::prev_permutation_result<I>{last, true}。若抵达首个排列并设置范围为末排列则为 ranges::prev_permutation_result<I>{last, false}
2)(1),但返回类型为 ranges::prev_permutation_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>>

异常

任何从迭代器操作或元素交换抛出的异常。

复杂度

至多交换 N/2 次,其中 N 在情况 (1) 中为 ranges::distance(first, last),在情况 (2) 中为 ranges::distance(r)。在整个重排序列中,典型实现平均每次调用使用 3 次比较和 1.5 次交换。

注解

实现(例如 MSVC STL )可能在迭代器类型实现 contiguous_iterator ,并且交换其值类型不调用非平凡的特殊成员函数或 ADL 所找到的 swap 时启用向量化。

可能的实现

struct prev_permutation_fn
{
    template<std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity>
    requires std::sortable<I, Comp, Proj>
    constexpr ranges::prev_permutation_result<I>
        operator()(I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        // 检查序列是否拥有至少二个元素
        if (first == last)
            return {std::move(first), false};
        auto i{first};
        ++i;
        if (i == last)
            return {std::move(i), false};
        auto i_last{ranges::next(first, last)};
        i = i_last;
        --i;
        // 主“重排”循环
        for (;;)
        {
            auto i1{i};
            --i;
            if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i1), std::invoke(proj, *i)))
            {
                auto j{i_last};
                while (!std::invoke(comp, std::invoke(proj, *--j), std::invoke(proj, *i)))
                    ;
                ranges::iter_swap(i, j);
                ranges::reverse(i1, last);
                return {std::move(i_last), true};
            }
            // 耗尽重排“空格”
            if (i == first)
            {
                ranges::reverse(first, last);
                return {std::move(i_last), false};
            }
        }
    }
 
    template<ranges::bidirectional_range R, class Comp = ranges::less,
             class Proj = std::identity>
    requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
    constexpr ranges::prev_permutation_result<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 prev_permutation_fn prev_permutation {};

示例

#include <algorithm>
#include <array>
#include <compare>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <string>
 
struct S
{
    char c{};
    int i{};
    auto operator<=>(const S&) const = default;
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const S& s)
    {
        return os << "{'" << s.c << "', " << s.i << "}";
    }
};
 
auto print = [](auto const& v, char term = ' ')
{
    std::cout << "{ ";
    for (const auto& e : v)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << '}' << term;
};
 
int main()
{
    std::cout << "生成所有排列(迭代器情形):\n";
    std::string s{"cba"};
    do print(s);
    while (std::ranges::prev_permutation(s.begin(), s.end()).found);
 
    std::cout << "\n生成所有排列(范围情形):\n";
    std::array a{'c', 'b', 'a'};
    do print(a);
    while (std::ranges::prev_permutation(a).found);
 
    std::cout << "\n使用比较器生成所有排列:\n";
    using namespace std::literals;
    std::array z{"▁"s, "▄"s, "█"s};
    do print(z);
    while (std::ranges::prev_permutation(z, std::greater()).found);
 
    std::cout << "\n使用投影生成所有排列:\n";
    std::array<S, 3> r{S{'C',1}, S{'B',2}, S{'A',3}};
    do print(r, '\n');
    while (std::ranges::prev_permutation(r, {}, &S::c).found);
}

输出:

生成所有排列(迭代器情形):
{ c b a } { c a b } { b c a } { b a c } { a c b } { a b c }
生成所有排列(范围情形):
{ c b a } { c a b } { b c a } { b a c } { a c b } { a b c }
使用比较器生成所有排列:
{ ▁ ▄ █ } { ▁ █ ▄ } { ▄ ▁ █ } { ▄ █ ▁ } { █ ▁ ▄ } { █ ▄ ▁ }
使用投影生成所有排列:
{ {'C', 1} {'B', 2} {'A', 3} }
{ {'C', 1} {'A', 3} {'B', 2} }
{ {'B', 2} {'C', 1} {'A', 3} }
{ {'B', 2} {'A', 3} {'C', 1} }
{ {'A', 3} {'C', 1} {'B', 2} }
{ {'A', 3} {'B', 2} {'C', 1} }

参阅

产生某个元素范围的按字典序下一个较大的排列
(niebloid)
确定一个序列是否为另一序列的排列
(niebloid)
产生某个元素范围的按字典顺序的下一个较大的排列
(函数模板)
产生某个元素范围的按字典顺序的下一个较小的排列
(函数模板)
判断一个序列是否为另一个序列的排列
(函数模板)