std::stable_partition：高效删除vector元素的秘密武器

std::stable_partition：高效删除vector元素的秘密武器

引用

知乎

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来源

1.

https://zhuanlan.zhihu.com/p/597489507

2.

https://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/stable_partition

3.

https://www.cnblogs.com/apachecn/p/18172926

4.

https://www.geeksforgeeks.org/split-list-into-multiple-vectors-based-on-a-condition-in-cpp/

5.

https://www.cnblogs.com/apachecn/p/18172912

在C++编程中，处理大量数据时，如何快速有效地从vector容器中删除元素成为了许多程序员关心的问题。本文将介绍一个强大的工具——std::stable_partition，它能够在短时间内将不符合条件的元素移除，显著优于传统的遍历删除方法。无论是在小型还是大型数据集上，std::stable_partition都表现出了惊人的速度和稳定性，堪称高效删除vector元素的秘密武器。

std::stable_partition是C++标准库中的一个算法，定义在头文件中。它的主要功能是重新排列容器中的元素，使得所有满足特定条件（谓词）的元素都排在不满足该条件的元素之前。同时，它保持了元素的相对顺序。

std::stable_partition有两种重载形式：

template<class BidirIt, class UnaryPred>
BidirIt stable_partition(BidirIt first, BidirIt last, UnaryPred p);

template<class ExecutionPolicy, class BidirIt, class UnaryPred>
BidirIt stable_partition(ExecutionPolicy&& policy, BidirIt first, BidirIt last, UnaryPred p);

第一个版本使用默认执行策略，第二个版本允许指定执行策略。其时间复杂度为O(N)，其中N是元素数量。

std::stable_partition的主要优势在于其高效性和稳定性。相比于传统的遍历删除方法，它具有以下特点：

1. 保持元素顺序：在重新排列元素时，std::stable_partition保证了满足条件的元素之间的相对顺序不变。这对于需要保持数据顺序的场景非常重要。

2. 高性能：std::stable_partition的时间复杂度为O(N)，并且在有足够额外内存的情况下，只需要O(N)次交换操作。即使在内存不足的情况下，它也能保证在O(N log N)次交换内完成操作。

3. 代码简洁：使用std::stable_partition可以大大简化代码，避免复杂的循环和条件判断。

为了直观地展示其性能优势，我们进行了一组对比测试。测试环境为Intel Core i7处理器，编译器为GCC 7.1.0，测试数据规模从1000到10000000不等。

从测试结果可以看出，随着数据规模的增大，std::stable_partition的性能优势越来越明显。在处理大规模数据时，其效率远高于传统的遍历删除方法。

std::stable_partition在实际编程中有着广泛的应用场景，特别是在需要高效删除vector中特定元素的情况下。下面是一个具体的代码示例，展示了如何使用std::stable_partition删除vector中所有大于10的元素：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 15, 3, 20, 8, 12, 1, 18};
    
    // 使用std::stable_partition将大于10的元素移动到vector末尾
    auto new_end = std::stable_partition(vec.begin(), vec.end(), [](int x) { return x <= 10; });
    
    // 删除末尾的不符合条件的元素
    vec.erase(new_end, vec.end());
    
    // 打印结果
    for (int val : vec) {
        std::cout << val << " ";
    }
    
    return 0;
}

这段代码首先使用std::stable_partition将所有大于10的元素移动到vector的末尾，然后使用erase函数删除这些元素。这种方法不仅代码简洁，而且性能优越。

在大规模数据处理中，std::stable_partition的优势更加明显。例如，在处理日志数据、过滤无效记录、数据清洗等场景中，std::stable_partition都能提供高效的解决方案。

虽然std::stable_partition功能强大，但在使用时也需要注意以下几点：

1. 内存使用：在内存充足的情况下，std::stable_partition的性能最佳。如果内存不足，其性能可能会有所下降。

2. 边界条件：在使用时需要确保容器中的元素类型支持交换操作。如果元素类型不支持，可能会导致未定义行为。

3. 适用场景：虽然std::stable_partition在大多数情况下都表现优秀，但在某些特定场景下（如需要频繁插入删除的场景），其他数据结构（如list）可能更合适。

总之，std::stable_partition是C++程序员处理vector数据时的一个强大工具。它不仅保持了元素的相对顺序，还提供了优秀的性能。在实际编程中，合理使用std::stable_partition可以大大提升代码的效率和可读性。