# std::partition

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定义于头文件 `<algorithm>` |  |
| (1) |
template< class BidirIt, class UnaryPredicate > BidirIt partition( BidirIt first, BidirIt last, UnaryPredicate p ); |  | (C++11 前)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate > ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p ); |  | (C++11 起) (C++20 前)
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate > constexpr ForwardIt partition( ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p ); |  | (C++20 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPredicate > ForwardIt partition( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPredicate p ); | (2) | (C++17 起)

1) 重排序范围 `[first, last)` 中的元素，使得谓词 `p` 对其返回 true 的元素前于谓词 `p` 对其返回 false 的元素。不保持相对顺序。
2) 同 (1) ，但按照 `policy` 执行。此重载仅若 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) 为 true 才参与重载决议。

### 参数

first, last | - | 要重排序的元素范围
policy | - | 所用的执行策略。细节见执行策略。
p | - | 若元素应在顺序中先于其他元素则返回 ​true 的一元谓词。 对每个（可为 const 的） `VT` 类型参数 `v` ，其中 `VT` 是 `ForwardIt` 的值类型，表达式 p(v) 必须可转换为 bool ，无关乎值类别，而且必须不修改 `v` 。从而不允许 VT& 类型参数，亦不允许 VT ，除非对 `VT` 而言移动等价于复制 (C++11 起)。 ​
类型要求
- `BidirIt` 必须满足老式双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator) 的要求。
- `ForwardIt` 必须满足值可交换 (ValueSwappable) 和 老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。然而，若 `ForwardIt` 亦满足老式双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator) 的要求则操作更高效
- `UnaryPredicate` 必须满足谓词 (Predicate) 的要求。

### 返回值

指向第二组元素首元素的迭代器。

### 复杂度

给定 N = std::distance(first,last) ，

1) 准确 N 次应用谓词。若 `ForwardIt` 满足老式双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator) 的要求则至多交换 N/2 次，否则至多交换 N 次。
2) `O(N log N)` 次交换，及 `O(N)` 次应用谓词。

### 异常

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

- 若作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 `ExecutionPolicy` 为标准策略之一，则调用 std::terminate 。对于任何其他 `ExecutionPolicy` ，行为是实现定义的。
- 若算法无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc 。

### 可能的实现

    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;
    }

### 示例

    #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';
    }

输出：

    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

### 参阅

is_partitioned (C++11) | 判断范围是否已按给定的谓词划分 (函数模板)
stable_partition | 将元素分为两组，同时保留其相对顺序 (函数模板)