std::ranges::set_union, std::ranges::set_union_result

在头文件 `<algorithm>` 中定义
调用签名
template< std::input_iterator I1, std::sentinel_for<I1> S1, std::input_iterator I2, std::sentinel_for<I2> S2, std::weakly_incrementable O, class Comp = ranges::less, class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity > requires std::mergeable<I1, I2, O, Comp, Proj1, Proj2> constexpr set_union_result<I1, I2, O> set_union( I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2, O result, Comp comp = {}, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {} );	(1)	(自 C++20 起)
template< ranges::input_range R1, ranges::input_range R2, std::weakly_incrementable O, class Comp = ranges::less, class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity > requires std::mergeable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>, O, Comp, Proj1, Proj2> constexpr set_union_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>, ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O> set_union( R1&& r1, R2&& r2, O result, Comp comp = {}, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {} );	(2)	(自 C++20 起)
辅助类型
template< class I1, class I2, class O > using set_union_result = ranges::in_in_out_result<I1, I2, O>;	(3)	(自 C++20 起)

构造一个从 result 开始的已排序并集，该并集包含出现在一个或两个已排序输入范围 [first1, last1) 和 [first2, last2) 中的所有元素。

如果某个元素在 [first1, last1) 中出现了 m 次，在 [first2, last2) 中出现了 n 次，那么所有 m 个元素将从 [first1, last1) 复制到 result 中，保持顺序，然后从 [first2, last2) 到 result 复制恰好 max(n - m, 0) 个元素，也保持顺序。

如果以下情况，行为未定义：

输入范围没有分别按照 comp 和 proj1 或 proj2 排序，或者
结果范围与任何一个输入范围重叠。

1) 元素使用给定的二元比较函数 comp 进行比较。

2) 与 (1) 相同，但使用 r1 作为第一个范围，r2 作为第二个范围，就像使用 ranges::begin(r1) 作为 first1，ranges::end(r1) 作为 last1，ranges::begin(r2) 作为 first2，ranges::end(r2) 作为 last2。

此页面上描述的类函数实体是 niebloids，也就是说

在调用它们中的任何一个时，不能指定显式模板参数列表。
它们都不对依赖于参数的查找可见。
当它们中的任何一个被正常无限定查找作为函数调用运算符左侧的名称找到时，依赖于参数的查找将被禁止。

实际上，它们可能被实现为函数对象，或使用特殊的编译器扩展。

[编辑] 参数

first1, last1	-	迭代器-哨兵对，表示第一个输入排序范围
first2, last2	-	迭代器-哨兵对，表示第二个输入排序范围
r1	-	第一个输入排序范围
r2	-	第二个输入排序范围
result	-	输出范围的开始
comp	-	要应用于投影元素的比较
proj1	-	要应用于第一个范围中元素的投影
proj2	-	要应用于第二个范围中元素的投影

[编辑] 返回值

{last1, last2, result_last}，其中 result_last 是构造范围的结束。

[编辑] 复杂度

最多 $\scriptsize 2\cdot(N_1+N_2)-1$ $2\cdot(N 1 +N 2)-1$ 次比较和每个投影的应用，其中 $\scriptsize N_1$ $N 1$ 和 $\scriptsize N_2$ $N 2$ 分别是 ranges::distance(first1, last1) 和 ranges::distance(first2, last2)。

[编辑] 备注

此算法执行的任务与 ranges::merge 类似。两者都使用两个排序的输入范围，并生成一个包含两个输入元素的排序输出。这两个算法之间的区别在于处理来自两个输入范围的比较相等的值（参见关于 LessThanComparable 的备注）。如果任何等效值在第一个范围内出现 n 次，在第二个范围内出现 m 次，ranges::merge 将输出所有 n+m 个出现，而 ranges::set_union 仅输出 std::max(n, m) 个。所以 ranges::merge 精确输出 $\scriptsize (N_1+N_2)$ $(N 1 +N 2)$ 个值，而 ranges::set_union 可能产生更少的输出。

[编辑] 可能的实现

struct set_union_fn
{
    template<std::input_iterator I1, std::sentinel_for<I1> S1,
             std::input_iterator I2, std::sentinel_for<I2> S2,
             std::weakly_incrementable O, class Comp = ranges::less,
             class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity>
    requires std::mergeable<I1, I2, O, Comp, Proj1, Proj2>
    constexpr ranges::set_union_result<I1, I2, O>
        operator()(I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2,
                   O result, Comp comp = {},
                   Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}) const
    {
        for (; !(first1 == last1 or first2 == last2); ++result)
        {
            if (std::invoke(comp, std::invoke(proj1, *first1), 
                                  std::invoke(proj2, *first2)))
            {
                *result = *first1;
                ++first1;
            }
            else if (std::invoke(comp, std::invoke(proj2, *first2),
                                       std::invoke(proj1, *first1)))
            {
                *result = *first2;
                ++first2;
            }
            else
            {
                *result = *first1;
                ++first1;
                ++first2;
            }
        }
        auto res1 = ranges::copy(std::move(first1), std::move(last1), std::move(result));
        auto res2 = ranges::copy(std::move(first2), std::move(last2), std::move(res1.out));
        return {std::move(res1.in), std::move(res2.in), std::move(res2.out)};
    }
 
    template<ranges::input_range R1, ranges::input_range R2,
             std::weakly_incrementable O, class Comp = ranges::less,
             class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity>
    requires std::mergeable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>,
                            O, Comp, Proj1, Proj2>
    constexpr ranges::set_union_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
                                       ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O>
        operator()(R1&& r1, R2&& r2, O result, Comp comp = {},
                   Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r1), ranges::end(r1),
                       ranges::begin(r2), ranges::end(r2),
                       std::move(result), std::move(comp),
                       std::move(proj1), std::move(proj2));
    }
};
 
inline constexpr set_union_fn set_union {};

[编辑] 示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
 
void print(const auto& in1, const auto& in2, auto first, auto last)
{
    std::cout << "{ ";
    for (const auto& e : in1)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << "} ∪ { ";
    for (const auto& e : in2)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << "} =\n{ ";
    while (!(first == last))
        std::cout << *first++ << ' ';
    std::cout << "}\n\n";
}
 
int main()
{
    std::vector<int> in1, in2, out;
 
    in1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    in2 = {      3, 4, 5, 6, 7};
    out.resize(in1.size() + in2.size());
    const auto ret = std::ranges::set_union(in1, in2, out.begin());
    print(in1, in2, out.begin(), ret.out);
 
    in1 = {1, 2, 3, 4, 5, 5, 5};
    in2 = {      3, 4, 5, 6, 7};
    out.clear();
    out.reserve(in1.size() + in2.size());
    std::ranges::set_union(in1, in2, std::back_inserter(out));
    print(in1, in2, out.cbegin(), out.cend());
}

输出

{ 1 2 3 4 5 } ∪ { 3 4 5 6 7 } =
{ 1 2 3 4 5 6 7 }
 
{ 1 2 3 4 5 5 5 } ∪ { 3 4 5 6 7 } =
{ 1 2 3 4 5 5 5 6 7 }

[编辑] 参见

ranges::set_difference (C++20)	计算两个集合的差集 (niebloid)[编辑]
ranges::set_intersection (C++20)	计算两个集合的交集 (niebloid)[编辑]
ranges::set_symmetric_difference (C++20)	计算两个集合的对称差 (niebloid)[编辑]
ranges::merge (C++20)	合并两个排序的范围 (niebloid)[编辑]
ranges::includes (C++20)	如果一个序列是另一个序列的子序列，则返回 true (niebloid)[编辑]
set_union	计算两个集合的并集 (函数模板) [编辑]

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