std::ranges::make_heap

在标头 `<algorithm>` 定义
调用签名
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 make_heap( I first, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(1)	(C++20 起)
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> make_heap( R&& r, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(2)	(C++20 起)

在范围 [first, last) 中构造最大堆。

1) 用给定的二元比较函数 comp 与投影对象 proj 比较元素。

2) 同 (1)，但以 r 为范围，如同以 ranges::begin(r) 为 first 并以 ranges::end(r) 为 last。

此页面上描述的函数式实体是 niebloid，即：

调用它们中的任何一个时不能显式指定模板实参。
它们都不对实参依赖查找可见。
在通过函数调用运算符左侧的名字进行无限定查找，找到它们之一时，禁止实参依赖查找。

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	-	要做出堆的元素范围
r	-	要做出堆的元素范围
pred	-	应用到投影后元素的谓词
proj	-	应用到元素的投影

返回值

等于 last 的迭代器。

复杂度

给定 N = ranges::distance(first, last)，至多 $\scriptsize 3\cdot N$ $3•N$ 次比较，$\scriptsize 6\cdot N$ $6•N$ 次投影。

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：

令 N == l - f，对于所有 0 < i < N，p = f[(i - 1) / 2] 且 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() 在 $\scriptsize \mathcal{O}(\log N)$ $𝓞(log N)$ 时间内添加新元素。
能用 ranges::pop_heap() 在 $\scriptsize \mathcal{O}(\log N)$ $𝓞(log N)$ 时间内移除首元素。

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <functional>
#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 h{1, 6, 1, 8, 0, 3, 3, 9, 8, 8, 7, 4, 9, 8, 9};
    print("source: ", h);
 
    std::ranges::make_heap(h);
    print("\n" "最大堆: ", h);
    draw_heap(h);
 
    std::ranges::make_heap(h, std::greater{});
    print("\n" "最小堆: ", h);
    draw_heap(h);
}

输出：

源: 1 6 1 8 0 3 3 9 8 8 7 4 9 8 9
 
最大堆: 9 8 9 8 8 4 9 6 1 0 7 1 3 8 3
       9
   ┌───┴───┐
   8       9
 ┌─┴─┐   ┌─┴─┐
 8   8   4   9
┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐
6 1 0 7 1 3 8 3
 
最小堆: 0 1 1 8 6 3 3 9 8 8 7 4 9 8 9
       0
   ┌───┴───┐
   1       1
 ┌─┴─┐   ┌─┴─┐
 8   6   3   3
┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐ ┌┴┐
9 8 8 7 4 9 8 9

参阅

ranges::is_heap (C++20)	检查给定范围是否为最大堆 (niebloid)
ranges::is_heap_until (C++20)	寻找能成为最大堆的最大子范围 (niebloid)
ranges::push_heap (C++20)	将一个元素加入到一个最大堆 (niebloid)
ranges::pop_heap (C++20)	从最大堆中移除最大元素 (niebloid)
ranges::sort_heap (C++20)	将一个最大堆变成一个按升序排序的元素范围 (niebloid)
make_heap	从一个元素范围创建出一个最大堆 (函数模板)

编译器支持
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符号索引
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