std::max_element() 有多聪明？

Posted 2023-02-22

【中文标题】std::max_element() 有多聪明？

【英文标题】：How smart is std::max_element()?

【发布时间】：2020-05-09 16:04:49

【问题描述】：

假设我有一个std::vector<int>:

std::vector<int> v;
[v is initialized]

我想得到v 的最大元素。有一种算法可以做到这一点：

int max_value = *std::max_element(v.begin(), v.end());

到目前为止，一切都很好。

现在，假设 v 包含 10,000,000 个元素，它的第 10 个元素等于 std::numeric_limits<int>::max()。 std::max_element() 是否会（不必要地）检查 v 的最后 9,999,990 个元素，还是会认识到不能有大于 std::numeric_limits<int>::max() 的元素，从而在第 10 个元素之后停止？

【问题讨论】：

我怀疑标准对此有何规定，但一个好的实现可以做到这一点。

我会说“它有多聪明”是实施质量问题。它可以是聪明的，也可以是愚蠢的，但只要它满足合同，你就无法知道。

这不是明智之举。这样的优化很难以零成本完成，这是针对罕见且非典型用例的优化。

制作一个100元素的向量，把numeric_limits<int>::max()放在最后，然后在两个向量上计算这个算法的时间

【参考方案1】：

我不能代表所有的实现，但是 libc++ 的max_element 实现并没有做到这一点。

这个想法有几个问题：

假设序列元素的类型存在numeric_limits 的特化。 （max_element 适用于任何可以订购的东西。）这可以通过一些模板元编程来解决。 有一个版本的max_element 接受比较谓词，而不仅仅是operator <。这种情况下的最大值是多少？ 这将要求序列中的类型是“平等可比的”，而不仅仅是“不可比”。 （可能是最重要的）这将在循环中引入一个枚举序列元素的测试，从而降低其他所有人的算法速度。