std::inplace_merge

定义在头文件 `<algorithm>` 中
template< class BidirIt > void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );	(1)	(从 C++26 开始为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt > void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy, BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );	(2)	(自 C++17 起)
template< class BidirIt, class Compare > void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp );	(3)	(从 C++26 开始为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt, class Compare > void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy, BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp );	(4)	(自 C++17 起)

将两个连续的已排序范围 [first, middle) 和 [middle, last) 合并为一个已排序范围 [first, last)。

1) 如果 [first, middle) 或 [middle, last) 未按照排序，相对于 operator<(直到 C++20)std::less{}(自 C++20 起)，则行为未定义。

3) 如果 [first, middle) 或 [middle, last) 未按照 comp 排序，则行为未定义。

2,4) 与 (1,3) 相同，但按照 policy 执行。

仅当以下条件满足时，这些重载才参与重载解析

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true.	(直到 C++20)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true.	(自 C++20 起)

此合并函数是稳定的，这意味着对于原始两个范围中相等的元素，来自第一个范围的元素（保留其原始顺序）在来自第二个范围的元素（保留其原始顺序）之前。

如果满足以下任何条件，则行为未定义

[first, middle) 或 [middle, last) 不是有效范围。
输出范围与 [first, middle) 或 [middle, last) 重叠。

*first 的类型不是可交换的。	(直到 C++11)
`BiditIt` 不是 ValueSwappable。 first 的类型不是 MoveConstructible。 first 的类型不是 MoveAssignable。	(自 C++11 起)

[编辑] 参数

first	-	第一个已排序范围的开始位置
middle	-	第一个已排序范围的结束位置和第二个已排序范围的开始位置
last	-	第二个已排序范围的结束位置
policy	-	要使用的执行策略。有关详细信息，请参见执行策略。
comp	-	比较函数对象（即满足 Compare 要求的对象），如果第一个参数小于（即按顺序排在前面）第二个参数，则返回 true。比较函数的签名应等效于以下内容 bool cmp(const Type1& a, const Type2& b); 虽然签名不需要有 const&，但该函数不得修改传递给它的对象，并且必须能够接受所有类型为（可能是 const）`Type1` 和 `Type2` 的值，无论值类别如何（因此，不允许使用 `Type1&`，除非 `Type1` 的移动等效于复制(自 C++11 起)）。类型 Type1 和 Type2 必须是，以便可以对类型为 BidirIt 的对象进行解引用，然后隐式转换为它们中的任一个。
类型要求
- `BidirIt` 必须满足 LegacyBidirectionalIterator 的要求。
- `Compare` 必须满足 Compare 的要求。

[编辑] 复杂度

给定 $\scriptsize N$ $N$ 作为 std::distance(first, last)

1) 恰好

N-1

次比较，使用 operator<(直到 C++20)std::less{}(自 C++20 起)，如果可用足够的额外内存，否则进行

O(N\cdotlog(N))

次比较。

2)

O(N\cdotlog(N))

次比较，使用 operator<(直到 C++20)std::less{}(自 C++20 起).

3) 恰好

N-1

次比较函数 comp 的应用，如果可用足够的额外内存，否则进行

O(N\cdotlog(N))

次应用。

4)

O(N\cdotlog(N))

次比较函数 comp 的应用。

[编辑] 异常

具有名为 ExecutionPolicy 的模板参数的重载报告错误如下

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

[编辑] 可能的实现

请参见 libstdc++ 和 libc++ 中的实现。

[编辑] 备注

此函数尝试分配一个临时缓冲区。如果分配失败，则选择效率较低的算法。

功能测试宏	值	Std	功能
`__cpp_lib_constexpr_algorithms`	202306L	(C++26)	constexpr 原地合并 (1)，(3)

[编辑] 示例

以下代码是归并排序的实现。

运行此代码

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
 
template<class Iter>
void merge_sort(Iter first, Iter last)
{
    if (last - first > 1)
    {
        Iter middle = first + (last - first) / 2;
        merge_sort(first, middle);
        merge_sort(middle, last);
        std::inplace_merge(first, middle, last);
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<int> v{8, 2, -2, 0, 11, 11, 1, 7, 3};
    merge_sort(v.begin(), v.end());
    for (const auto& n : v)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
}

输出

-2 0 1 2 3 7 8 11 11

[编辑] 参见

merge	合并两个已排序的范围 (函数模板) [编辑]
sort	将范围排序为升序 (函数模板) [编辑]
stable_sort	对元素范围进行排序，同时保留相等元素之间的顺序 (函数模板) [编辑]
ranges::inplace_merge (C++20)	在原地合并两个有序范围 (niebloid)[编辑]

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