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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) (constexpr since C++20)
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) (since C++17)
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) (constexpr since C++20)
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) (since C++17)

将两个已排序范围 [first1, last1) 和 [first2, last2) 合并为一个已排序范围，起始于 d_first。

1) 如果 [first1, last1) 或 [first2, last2) 没有相对于 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) 没有相对于 comp 排序，则行为未定义。
2,4) 与 (1,3) 相同，但根据 policy 执行。
这些重载仅在满足以下所有条件时才参与重载决议

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 merge 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（保持其原始顺序）先于来自第二个范围的元素（保持其原始顺序）。

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 范围 的迭代器对
first2, last2 - 定义要合并的第二个 范围 的迭代器对
d_first - 目标范围的起始
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），它返回若第一个参数小于（即排序在之前）第二个参数则为 ​true。

比较函数的签名应等价于以下形式

bool cmp(const Type1& a, const Type2& b);

虽然签名不需要具有 const&，但函数不得修改传递给它的对象，并且必须能够接受类型（可能为 const）Type1 和 Type2 的所有值，而与值类别无关（因此，不允许使用 Type1&，除非对于 Type1，移动等价于复制(C++11 起)）。
类型 Type1 和 Type2 必须使得类型为 InputIt1 和 InputIt2 的对象可以被解引用，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

指向被复制的最后一个元素之后元素的输出迭代器。

[编辑] 复杂度

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

1) 最多 N1+N2-1 次使用 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 的比较。
2) O(N1+N2) 次使用 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 的比较。
3) 最多 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

带有名为 ExecutionPolicy 的模板形参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

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] 注解

此算法执行与 std::set_union 类似的任务。两者都消耗两个已排序的输入范围，并生成包含来自两个输入的元素的已排序输出。这两种算法之间的区别在于处理来自两个输入范围的比较等价的值（参见 LessThanComparable 上的注解）。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，则 std::merge 将输出所有 n + m 次出现，而 std::set_union 将仅输出 std::max(n, m) 次。因此 std::merge 精确输出 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

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR 应用于 已发布行为 正确行为
LWG 780 C++98 未定义归并操作 已定义

[编辑] 参见

 原地归并两个有序范围
(函数模板) [编辑]
(C++11)
 检查范围是否已排序为升序
(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]
 对元素范围进行排序，同时保持相等元素之间的顺序
(函数模板) [编辑]
(C++20)
 归并两个已排序范围
(算法函数对象)[编辑]
取自“https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/algorithm/merge&oldid=180435”