最終更新日時: 2026年02月05日 13時53分18秒 (JST)
Akira Takahashi が更新

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function template
<algorithm>

# std::ranges::nth_element(C++20)

    namespace std::ranges {
      template <random_access_iterator I,
                sentinel_for<I> S,
                class Comp = ranges::less,
                class Proj = identity>
        requires sortable<I, Comp, Proj>
      constexpr I
        nth_element(I first,
                    I nth,
                    S last,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (1) C++20

      template <random_access_range R,
                class Comp = ranges::less,
                class Proj = identity>
        requires sortable<iterator_t<R>, Comp, Proj>
      constexpr borrowed_iterator_t<R>
        nth_element(R&& r,
                    iterator_t<R> nth,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (2) C++20

      template <execution-policy Ep,
                random_access_iterator I,
                sized_sentinel_for<I> S,
                class Comp = ranges::less,
                class Proj = identity>
        requires sortable<I, Comp, Proj>
      I nth_element(Ep&& exec,
                    I first,
                    I nth,
                    S last,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (3) C++26

      template <execution-policy Ep,
                sized-random-access-range R,
                class Comp = ranges::less,
                class Proj = identity>
        requires sortable<iterator_t<R>, Comp, Proj>
      borrowed_iterator_t<R>
        nth_element(Ep&& exec,
                    R&& r,
                    iterator_t<R> nth,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (4) C++26
    }

## 概要

基準となる要素よりも小さい要素が前に来るよう並べ替える。

- (1): イテレータ範囲を指定する
- (2): Rangeを直接指定する
- (3): (1)の並列アルゴリズム版。実行ポリシーを指定する
- (4): (2)の並列アルゴリズム版。実行ポリシーを指定する

この関数は範囲 `[first,last)` の並び替えを行うが、基準位置 `nth` のみが正しい要素、つまり仮に範囲 `[first,last)` 全体を並び替えた際に`nth`に位置すべき要素となる。前半の範囲 `[first,nth)` は関数呼び出し後の位置 `nth` にある要素よりも小さいことは保証されるが、その範囲 `[first,nth)` 内での要素並び順はなんら保証されない。

ある範囲に対して部分的な並び替えを行う場合、`partial_sort()`を使用する。また範囲全体に対して並び替えを行う場合、`sort()`を使用する。

## 効果

`nth_element()` を呼び出した後、`nth` が指している位置の要素は、全ての範囲がソートされた場合の位置にある要素になる。そして、`[first,nth)` にあるイテレータ `i` と、`[nth,last)` にあるイテレータ `j` について、`!(*j < *i)` または `comp(*j, *i) == false` になる。

## 戻り値

`last`

## 計算量

平均で線形時間

## 例

### 基本的な使い方

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

    int main()
    {
      std::vector<int> v = {5, 10, 4, 7, 1, 9, 8, 6, 2};

      // 4番目に小さい値より小さい値を前に集める
      std::ranges::nth_element(v, v.begin() + 3);

      for (int i : v) {
        std::cout << i << std::endl;
      }
    }

### 出力例

    2
    1
    4
    5
    7
    6
    8
    9
    10

### 並列アルゴリズムの例 (C++26)

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

    int main()
    {
      std::vector<int> v = {5, 10, 4, 7, 1, 9, 8, 6, 2};

      // 並列に4番目に小さい値より小さい値を前に集める
      std::ranges::nth_element(std::execution::par, v, v.begin() + 3);

      std::cout << "4th element: " << v[3] << std::endl;

      for (int i : v) {
        std::cout << i << ' ';
      }
      std::cout << std::endl;
    }

#### 出力例

    4th element: 5
    2 1 4 5 7 6 8 9 10

## バージョン

### 言語

- C++20

### 処理系

- Clang: ??
- GCC: 10.1.0 ✅
- ICC: ??
- Visual C++: 2019 Update 10 ✅

## 参照

- N4861 25 Algorithms library
- P3179R9 C++ parallel range algorithms