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std::merge

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定义于头文件 <algorithm>
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt >

OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                OutputIt d_first );
 (1) (C++20 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy,

          class ForwardIt1, class ForwardIt2, class ForwardIt3 >
ForwardIt3 merge( ExecutionPolicy&& policy,
                  ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                  ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                  ForwardIt3 d_first );
 (2) (C++17 起)
template< class InputIt1, class InputIt2,

          class OutputIt, class Compare >
OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                OutputIt d_first, Compare comp );
 (3) (C++20 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy,

          class ForwardIt1, class ForwardIt2,
          class ForwardIt3, class Compare >
ForwardIt3 merge( ExecutionPolicy&& policy,
                  ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                  ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                  ForwardIt3 d_first, Compare comp );
 (4) (C++17 起)

将两个已排序的范围 [first1, last1) 和 [first2, last2) 合并成一个从 d_first 开始的已排序范围。

1) 如果 [first1, last1) 或 [first2, last2) 未按 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 排序，则行为未定义。
3) 如果 [first1, last1) 或 [first2, last2) 未按 comp 排序，则行为未定义。
2,4) 同 (1,3)，但按 policy 执行。
仅当满足所有以下条件时，这些重载才参与重载决议

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true。

 (C++20 前)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true。

 (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的等价元素，来自第一个范围的元素（保留其原始顺序）排在来自第二个范围的元素（保留其原始顺序）之前。

如果输出范围与 [first1, last1) 或 [first2, last2) 重叠，则行为未定义。

目录

[编辑] 参数

first1, last1 - 定义要合并的第一个元素 范围 的迭代器对
first2, last2 - 定义要合并的第二个元素 范围 的迭代器对
d_first - 目标范围的开头
policy - 要使用的 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“排在”第二个参数之前），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 Type1 和 Type2 类型的所有值（可能为 const），无论其 值类别 如何（因此，不允许使用 Type1&，也不允许使用 Type1，除非对于 Type1，移动等同于复制(C++11 起)）。
类型 Type1 和 Type2 必须使得类型为 InputIt1 和 InputIt2 的对象能够被解引用，然后隐式转换为 Type1 和 Type2。​

类型要求
-
InputIt1, InputIt2 必须满足 LegacyInputIterator 的要求。
-
ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt3 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。
-
OutputIt 必须满足 LegacyOutputIterator 的要求。
-
Compare 必须满足 Compare 的要求。

[编辑] 返回值

指向最后一个复制元素之后的输出迭代器。

[编辑] 复杂度

给定 N1 为 std::distance(first1, last1)，N2 为 std::distance(first2, last2)

1) 使用 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 最多进行 N1+N2-1 次比较。
2) 使用 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 进行 O(N1+N2) 次比较。
3) 最多进行 N1+N2-1 次比较函数 comp 的应用。
4) O(N1+N2) 次比较函数 comp 的应用。

[编辑] 异常

带有模板参数 ExecutionPolicy 的重载按如下方式报告错误

  • 如果作为算法一部分调用的函数执行抛出异常，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。
  • 如果算法未能分配内存，则抛出 std::bad_alloc。

[编辑] 可能的实现

另请参阅 libstdc++ 和 libc++ 中的实现。

merge (1) 
template<class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt>
OutputIt merge(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
               InputIt2 first2, InputIt2 last2,
               OutputIt d_first)
{
    for (; first1 != last1; ++d_first)
    {
        if (first2 == last2)
            return std::copy(first1, last1, d_first);
 
        if (*first2 < *first1)
        {
            *d_first = *first2;
            ++first2;
        }
        else
        {
            *d_first = *first1;
            ++first1;
        }
    }
    return std::copy(first2, last2, d_first);
}
merge (3) 
template<class InputIt1, class InputIt2,
         class OutputIt, class Compare>
OutputIt merge(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
               InputIt2 first2, InputIt2 last2,
               OutputIt d_first, Compare comp)
{
    for (; first1 != last1; ++d_first)
    {
        if (first2 == last2)
            return std::copy(first1, last1, d_first);
 
        if (comp(*first2, *first1))
        {
            *d_first = *first2;
            ++first2;
        }
        else
        {
            *d_first = *first1;
            ++first1;
        }
    }
    return std::copy(first2, last2, d_first);
}

[编辑] 注意

此算法执行的任务与 std::set_union 类似。两者都接收两个已排序的输入范围并生成一个包含两个输入元素的已排序输出。这两个算法之间的区别在于如何处理来自两个输入范围的等价值（请参阅 LessThanComparable 的注释）。如果任何等价值在第一个范围中出现 n 次，在第二个范围中出现 m 次，std::merge 将输出所有 n + m 次出现，而 std::set_union 只会输出 std::max(n, m) 次。因此，std::merge 准确输出 std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2) 个值，而 std::set_union 可能会产生更少的值。

[编辑] 示例

运行此代码
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <random>
#include <vector>
 
auto print = [](const auto rem, const auto& v)
{
    std::cout << rem;
    std::copy(v.begin(), v.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << '\n';
};
 
int main()
{
    // fill the vectors with random numbers
    std::random_device rd;
    std::mt19937 mt(rd());
    std::uniform_int_distribution<> dis(0, 9);
 
    std::vector<int> v1(10), v2(10);
    std::generate(v1.begin(), v1.end(), std::bind(dis, std::ref(mt)));
    std::generate(v2.begin(), v2.end(), std::bind(dis, std::ref(mt)));
 
    print("Originally:\nv1: ", v1);
    print("v2: ", v2);
 
    std::sort(v1.begin(), v1.end());
    std::sort(v2.begin(), v2.end());
 
    print("After sorting:\nv1: ", v1);
    print("v2: ", v2);
 
    // merge
    std::vector<int> dst;
    std::merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), std::back_inserter(dst));
 
    print("After merging:\ndst: ", dst);
}

可能的输出

Originally:
v1: 2 6 5 7 4 2 2 6 7 0
v2: 8 3 2 5 0 1 9 6 5 0
After sorting:
v1: 0 2 2 2 4 5 6 6 7 7
v2: 0 0 1 2 3 5 5 6 8 9
After merging:
dst: 0 0 0 1 2 2 2 2 3 4 5 5 5 6 6 6 7 7 8 9

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 发布时的行为 正确的行为
LWG 780 C++98 合并操作未定义 已定义

[编辑] 参阅

 就地归并两个有序范围
(函数模板) [编辑]
(C++11)
 检查一个范围是否按升序排序
(函数模板) [编辑]
 计算两个集合的并集
(函数模板) [编辑]
 将一个范围按升序排序
(函数模板) [编辑]
 对一个范围的元素进行排序，同时保留相等元素之间的顺序
(函数模板) [编辑]
(C++20)
 归并两个已排序的范围
(算法函数对象)[编辑]
取自 “https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/algorithm/merge&oldid=180435”