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std:: inplace_merge

From cppreference.net
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定义于头文件 <algorithm>
template < class BidirIt >
void inplace_merge ( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last ) ;
(1) (自 C++26 起为 constexpr)
template < class ExecutionPolicy, class BidirIt >

void inplace_merge ( ExecutionPolicy && policy,

BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last ) ;
(2) (自 C++17 起)
template < class BidirIt, class Compare >

void inplace_merge ( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last,

Compare comp ) ;
(3) (自 C++26 起为 constexpr)
template < class ExecutionPolicy, class BidirIt, class Compare >

void inplace_merge ( ExecutionPolicy && policy,
BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last,

Compare comp ) ;
(4) (自 C++17 起)

将两个连续的有序范围 [ first , middle ) [ middle , last ) 合并为一个有序范围 [ first , last )

1) 如果 [ first , middle ) [ middle , last ) 未针对 operator < (C++20 前) std:: less { } (C++20 起) 保持 有序 ,则行为未定义。
3) 如果 [ first , middle ) [ middle , last ) 未按 comp 排序,则行为未定义。
2,4) (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参与重载决议:

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

(C++20 前)

std:: is_execution_policy_v < std:: remove_cvref_t < ExecutionPolicy >> 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(保持其原始顺序)会先于来自第二个范围的元素(保持其原始顺序)。

若满足以下任一条件,则行为未定义:

  • [ first , middle ) [ middle , last ) 不是有效的 范围
(C++11 前)
(C++11 起)

目录

参数

first - 第一个有序范围的起始位置
middle - 第一个有序范围的结束位置与第二个有序范围的起始位置
last - 第二个有序范围的结束位置
policy - 使用的 执行策略
comp - 比较函数对象(即满足 Compare 要求的对象),当第一个参数 小于 (即排序在 之前 )第二个参数时返回​ true

比较函数的签名应等价于如下形式:

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

虽然签名不需要包含 const & ,但函数不得修改传递给它的对象,且必须能够接受所有(可能为 const 的) Type1 Type2 类型的值,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 移动操作等同于复制操作 (C++11 起) )。
类型 Type1 Type2 必须使得 BidirIt 类型的对象在解引用后能隐式转换到这两个类型。 ​

类型要求
-
BidirIt 必须满足 LegacyBidirectionalIterator 的要求。
-
Compare 必须满足 Compare 的要求。

复杂度

给定 N std:: distance ( first, last )

1) 若具备足够额外内存,则精确执行 N-1 次比较(使用 operator < (C++20 前) std:: less { } (C++20 起) );否则执行 O(N⋅log(N)) 次比较。
2) O(N⋅log(N)) 次比较,使用 operator < (C++20 前) std:: less { } (C++20 起)
3) 若有足够的额外内存,则精确执行 N-1 次比较函数 comp 的调用;否则需要执行 O(N⋅log(N)) 次调用。
4) O(N⋅log(N)) 次比较函数 comp 的应用。

异常

带有名为 ExecutionPolicy 模板参数的重载按以下方式报告错误:

  • 如果作为算法一部分调用的函数执行抛出异常,且 ExecutionPolicy 是某个 标准策略 ,则调用 std::terminate 。对于其他任何 ExecutionPolicy ,其行为由实现定义。
  • 如果算法无法分配内存,则抛出 std::bad_alloc

可能的实现

查看 libstdc++ libc++ 中的实现。

注释

此函数尝试分配临时缓冲区。若分配失败,将选择效率较低的算法。

功能测试 标准 功能
__cpp_lib_constexpr_algorithms 202306L (C++26) constexpr 原地合并 ( 1 ) , ( 3 )

示例

以下代码是归并排序的一种实现。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
template<class Iter>
void merge_sort(Iter first, Iter last)
{
    if (last - first > 1)
    {
        Iter middle = first + (last - first) / 2;
        merge_sort(first, middle);
        merge_sort(middle, last);
        std::inplace_merge(first, middle, last);
    }
}
int main()
{
    std::vector<int> v{8, 2, -2, 0, 11, 11, 1, 7, 3};
    merge_sort(v.begin(), v.end());
    for (const auto& n : v)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
}

输出:

-2 0 1 2 3 7 8 11 11

参见

合并两个已排序范围
(函数模板)
将范围按升序排序
(函数模板)
对范围元素排序并保持相等元素间的顺序
(函数模板)
原地合并两个有序范围
(算法函数对象)