std::ranges::inplace_merge

定义于头文件 `<algorithm>`

调用签名
template< std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity > requires std::sortable<I, Comp, Proj> I inplace_merge( I first, I middle, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(1)	(C++20 起)
template< ranges::bidirectional_range R, class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity > requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj> ranges::borrowed_iterator_t<R> inplace_merge( R&& r, ranges::iterator_t<R> middle, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(2)	(C++20 起)

归并二个已排序范围 [first, middle) 与 [middle, last) 到一个已排序范围 [first, last) 中。

称序列为按照比较器 comp 与投影 proj 已排序，若对应任何指向序列的迭代器 it 与任何使得 it + n 为指向序列元素的合法迭代器的非负整数 n ， std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it))) 求值为 false 。

此归并函数是稳定的，这表示对于原在二个范围中的等价元素，来自第一范围的元素（保持其原顺序）先于来自第二范围的元素（保持其原顺序）。

1) 用给定的二元比较函数 comp 与投影对象 proj 比较元素，而范围必须按同样方式排序。

2) 同 (1) ，但以 r 为范围，如同以 ranges::begin(r) 为 first 并以 ranges::end(r) 为 last 。

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid ，即：

调用它们中的任何一者时不可指定显式模板实参。
它们无一对实参依赖查找可见。
在通常无限定查找寻找函数调用运算符左侧的名称找到它们之一时，它禁止实参依赖查找。

实际上，它们能以函数对象，或以某些特殊编译器扩展实现。

参数

first	-	第一已排序范围的起始
middle	-	第一范围的末尾与第二范围的起始
last	-	第二已排序范围的末尾
r	-	要原位归并的元素范围
comp	-	应用到投影后元素的比较器
proj	-	应用到范围中元素的投影

返回值

等于 last 的迭代器。

复杂度

若额外内存可用则准确比较 N−1 次，其中 N = ranges::distance(first, last) 。否则比较 $𝓞(N•log(N))$ 次。另外在两种情况下都进行二倍次数的投影。

注解

此函数尝试分配临时缓冲区。若分配失败，则选择较低效的算法。

可能的实现

此实现仅展示无额外内存可用时使用的较慢的算法。参阅 MSVC STL 与 libstdc++ 中的实现。

struct inplace_merge_fn {
    template<std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity>
        requires std::sortable<I, Comp, Proj>
    I operator()(I first, I middle, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const {
        I last_it = ranges::next(middle, last);
        inplace_merge_slow(first, middle, last_it,
                           ranges::distance(first, middle),
                           ranges::distance(middle, last_it);
                           std::ref(comp), std::ref(proj));
        return last_it;
    }
 
    template<ranges::bidirectional_range R, class Comp = ranges::less,
             class Proj = std::identity>
        requires std::sortable<ranges::iterator_t<R>, Comp, Proj>
    ranges::borrowed_iterator_t<R>
    operator()(R&& r, ranges::iterator_t<R> middle,
               Comp comp = {}, Proj proj = {}) const {
        return (*this)(ranges::begin(r), std::move(middle), ranges::end(r),
                       std::move(comp), std::move(proj));
    }
 
private:
    template<std::bidirectional_iterator I, class Comp, class Proj>
        requires std::sortable<I, Comp, Proj>
    static void inplace_merge_slow(I first, I middle, I last, std::iter_difference_t<I> n1,
                                   std::iter_difference_t<I> n2, Comp comp, Proj proj)
    {
        if (n1 == 0 || n2 == 0)
            return;
        if (n1 + n2 == 2)
           if (comp(proj(*middle), proj(*first))) {
               ranges::iter_swap(first, middle);
               return;
           }
 
        I cut1 = first;
        I cut2 = middle;
        std::iter_difference_t<I> d1{};
        std::iter_difference_t<I> d2{};
 
        if (n1 > n2) {
            d1 = n1 / 2;
            ranges::advance(cut1, d1);
            cut2 = ranges::lower_bound(middle, last, *cut1,
                                       std::ref(comp), std::ref(proj));
            d2 = ranges::distance(middle, cut2);
        }
        else {
            d2 = n2 / 2;
            ranges::advance(cut2, d2);
            cut1 = ranges::upper_bound(first, middle, *cut2,
                                       std::ref(comp), std::ref(proj));
            d1 = ranges::distance(first, cut1);
        }
 
        I new_middle = ranges::rotate(cut1, middle, cut2);
 
        inplace_merge_slow(first, cut1, new_middle, d1, d2,
                           std::ref(comp), std::ref(proj));
        inplace_merge_slow(new_middle, cut2, last, n1 - d1, n2 - d2,
                           std::ref(comp), std::ref(proj));
    }
};
 
inline constexpr inplace_merge_fn inplace_merge{};

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <complex>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
 
void print(auto const& v, auto const& rem, int middle = -1)
{
    for (int i{}; auto n : v)
        std::cout << (i++ == middle ? "│ " : "") << n << ' ';
    std::cout << rem << '\n';
}
 
template <std::random_access_iterator I, std::sentinel_for<I> S>
requires std::sortable<I>
void merge_sort(I first, S last)
{
    if (last - first > 1) {
        I middle {first + (last - first) / 2};
        merge_sort(first, middle);
        merge_sort(middle, last);
        std::ranges::inplace_merge(first, middle, last);
    }
}
 
int main()
{
    // 定制归并排序演示
    std::vector v {8, 2, 0, 4, 9, 8, 1, 7, 3};
    print(v, ": before sort");
    merge_sort(v.begin(), v.end());
    print(v, ": after sort\n");
 
    // 以比较函数对象和投影归并
    using CI = std::complex<int>;
    std::vector<CI> r { {0,1}, {0,2}, {0,3}, {1,1}, {1,2} };
    const auto middle { std::ranges::next(r.begin(), 3) };
    auto comp { std::ranges::less{} };
    auto proj { [](CI z) { return z.imag(); } };
 
    print(r, ": before merge", middle - r.begin());
    std::ranges::inplace_merge(r, middle, comp, proj);
    print(r, ": after merge");
}

输出：

8 2 0 4 9 8 1 7 3 : before sort
0 1 2 3 4 7 8 8 9 : after sort
 
(0,1) (0,2) (0,3) │ (1,1) (1,2) : before merge
(0,1) (1,1) (0,2) (1,2) (0,3) : after merge

参阅

ranges::merge (C++20)	归并二个已排序范围 (niebloid)
ranges::set_union (C++20)	计算两个集合的并集 (niebloid)
ranges::is_sorted (C++20)	检查范围是否以升序排序 (niebloid)
ranges::sort (C++20)	将范围按升序排序 (niebloid)
inplace_merge	就地归并两个有序范围 (函数模板)

语言
标准库头文件
自立与有宿主实现
具名要求
语言支持库
概念库 (C++20)
诊断库
工具库
字符串库
容器库
迭代器库
范围库 (C++20)
算法库
数值库
本地化库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
正则表达式库 (C++11)
原子操作库 (C++11)
线程支持库 (C++11)
技术规范

std::ranges::inplace_merge

参数

返回值

复杂度

注解

可能的实现

示例

参阅

导航