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std::merge

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在头文件 <algorithm> 中定义
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt >

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

                OutputIt d_first );
 (1) (自 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) (自 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) (自 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) (自 C++17 起)

将两个排序的范围 [first1, last1) 和 [first2, last2) 合并到从 d_first 开始的一个排序范围。

1) 如果 [first1, last1) 或 [first2, last2) 不是 排序的，相对于 operator<(直到 C++20)std::less{}(自 C++20 起)，行为未定义。
3) 如果 [first1, last1) 或 [first2, last2) 不是相对于 comp 排序的，行为未定义。
2,4) 与 (1,3) 相同，但根据 policy 执行。
这些重载仅在

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时参与重载解析。

 (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。

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

内容

[编辑] 参数

first1, last1 - 要合并的第一个元素范围
first2, last2 - 要合并的第二个元素范围
d_first - 目标范围的开始
policy - 要使用的执行策略。有关详细信息，请参阅 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&，但该函数不能修改传递给它的对象，并且必须能够接受类型（可能是常量）Type1和Type2的所有值，而不管值类别（因此，不允许使用Type1&，也不允许使用Type1，除非对于Type1来说，移动等效于复制(自 C++11 起)）。
类型Type1和Type2必须能够使类型InputIt1和InputIt2的对象被解引用，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

指向已复制的最后一个元素之后的元素的输出迭代器。

[编辑] 复杂度

给出N
1作为std::distance(first1, last1)和N
2作为std::distance(first2, last2)

1) 使用operator<(直到 C++20)std::less{}(自 C++20 起)，最多进行N
1+N
2-1次比较。
2) 使用operator<(直到 C++20)std::less{}(自 C++20 起)，进行O(N
1+N
2)次比较。
3) 对比较函数comp最多进行N
1+N
2-1次应用。
4) 对比较函数comp进行O(N
1+N
2)次应用。

[编辑] 异常

具有名为ExecutionPolicy的模板参数的重载按如下方式报告错误

  • 如果作为算法的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，则会抛出std::bad_alloc。

[编辑] 可能的实现

另请参见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] 注释

此算法执行与std::set_union类似的任务。两者都使用两个排序的输入范围，并生成一个包含来自两个输入的元素的排序输出。这两种算法之间的区别在于处理来自两个输入范围的值，这些值比较相等（请参见有关LessThanComparable的注释）。如果在第一个范围中出现n次，在第二个范围中出现m次，则std::merge将输出所有n + m个出现，而std::set_union将只输出std::max(n, m)个。因此，std::merge准确地输出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

以下行为更改缺陷报告已追溯应用于之前发布的 C++ 标准。

DR 应用于 已发布的行为 正确的行为
LWG 780 C++98 合并操作未定义 已定义

[编辑] 另请参见

 将两个有序范围合并到一个地方
(函数模板) [编辑]
(C++11)
 检查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]
 将范围排序为升序
(函数模板) [编辑]
 对范围内的元素进行排序，同时保留相等元素之间的顺序
(函数模板) [编辑]
(C++20)
 合并两个排序的范围
(niebloid)[编辑]
检索自 "https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/algorithm/merge&oldid=170697"