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std::ranges::push_heap

ja.cppreference.net より
 
 
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ヘッダ <algorithm>
呼び出しシグネチャ
template< std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
    requires std::sortable<I, Comp, Proj>
constexpr I push_heap( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(1) (C++20 以降)
template< ranges::random_access_range R,
          class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity >
    requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
constexpr ranges::borrowed_iterator_t<R>
    push_heap( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );
(2) (C++20 以降)

指定された範囲の最後の要素を、ヒープに挿入します。ここで、ヒープはcompとprojに関して、範囲内の最後の要素を除くすべての要素から構成されます。挿入後のヒープは範囲全体になります。

1) 指定された範囲は [first, last)です。
2) 指定された範囲は rです。

指定された範囲 (最後の要素を除く) が comp と proj に関してヒープでない場合、動作は未定義です。

このページで説明されている関数のようなエンティティは アルゴリズム関数オブジェクト (非公式には niebloid として知られています) であり、その特徴は以下の通りです:

  • それらのいずれかを呼び出す際に、明示的なテンプレート引数リストを指定することはできません。
  • それらのいずれも 引数依存の名前検索では可視ではありません。
  • それらのいずれかが 通常の非修飾名検索によって関数呼び出し演算子の左側の名前として見つかった場合、引数依存の名前検索は抑制されます。

パラメータ

first, last - 変更する要素の 範囲 を定義するイテレータ-番兵ペア
r - 変更する要素の range
comp - 投影された要素に適用する比較子
proj - 要素に適用する投影

戻り値

1) last

計算量

最大で log(N) 回の comp の適用と 2log(N) 回の proj の適用。ここで N は:

1) ranges:: distance ( first, last )

実装例

struct push_heap_fn
{
    template<std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity>
    requires std::sortable<I, Comp, Proj>
    constexpr I operator()(I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        const auto n{ranges::distance(first, last)};
        const auto length{n};
        if (n > 1)
        {
            I last{first + n};
            n = (n - 2) / 2;
            I i{first + n};
            if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i), std::invoke(proj, *--last)))
            {
                std::iter_value_t<I> v {ranges::iter_move(last)};
                do
                {
                    *last = ranges::iter_move(i);
                    last = i;
                    if (n == 0)
                        break;
                    n = (n - 1) / 2;
                    i = first + n;
                }
                while (std::invoke(comp, std::invoke(proj, *i), std::invoke(proj, v)));
                *last = std::move(v);
            }
        }
        return first + length;
    }
    template<ranges::random_access_range R,
             class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity>
    requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
    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 push_heap_fn push_heap{};

例

#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <vector>
void out(const auto& what, int n = 1)
{
    while (n-- > 0)
        std::cout << what;
}
void print(auto rem, auto const& v)
{
    out(rem);
    for (auto e : v)
        out(e), out(' ');
    out('\n');
}
void draw_heap(auto const& v)
{
    auto bails = [](int n, int w)
    {
        auto b = [](int w) { out("┌"), out("─", w), out("┴"), out("─", w), out("┐"); };
        if (!(n /= 2))
            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 int m{static_cast<int>(std::ceil(std::log2(1 + v.size())))};
    auto first{v.cbegin()};
    for (int i{}; i != m; ++i)
        tier(i, m, first, v.cend());
}
int main()
{
    std::vector<int> v{1, 6, 1, 8, 0, 3,};
    print("source vector v: ", v);
    std::ranges::make_heap(v);
    print("after make_heap: ", v);
    draw_heap(v);
    v.push_back(9);
    print("before push_heap: ", v);
    draw_heap(v);
    std::ranges::push_heap(v);
    print("after push_heap: ", v);
    draw_heap(v);
}

出力:

source vector v: 1 6 1 8 0 3
after make_heap: 8 6 3 1 0 1
   8
 ┌─┴─┐
 6   3
┌┴┐ ┌┴┐
1 0 1
before push_heap: 8 6 3 1 0 1 9
   8
 ┌─┴─┐
 6   3
┌┴┐ ┌┴┐
1 0 1 9
after push_heap: 9 6 8 1 0 1 3
   9
 ┌─┴─┐
 6   8
┌┴┐ ┌┴┐
1 0 1 3

関連項目

指定された範囲が最大ヒープであるかどうかを確認する
(アルゴリズム関数オブジェクト)
最大ヒープである最大の部分範囲を検出する
(アルゴリズム関数オブジェクト)
要素の範囲から最大ヒープを構築する
(アルゴリズム関数オブジェクト)
最大ヒープから最大の要素を削除する
(アルゴリズム関数オブジェクト)
最大ヒープを要素の昇順に並べ替える
(アルゴリズム関数オブジェクト)
最大ヒープに要素を追加する
(関数テンプレート)