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)	(自C++20起) (自C++26起为constexpr)
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)	(自C++20起) (自C++26起为constexpr)

合并两个连续的已排序范围[first, middle)和[middle, last)为一个已排序范围[first, last).

一个序列被说是已排序的，相对于比较器comp和投影proj，如果对于任何迭代器it指向序列且任何非负整数n使得it + n是指向序列元素的有效迭代器，std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it)))求值为false.

此合并函数是稳定，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）排在来自第二个范围的元素（保持其原始顺序）之前。

1)使用给定的二元比较函数comp和投影对象proj比较元素，且范围必须已相对于相同的比较函数和投影排序。

2)与(1)相同，但使用r作为范围，如同使用ranges::begin(r)作为first，使用ranges::end(r)作为last。

此页面上描述的类似函数的实体是算法函数对象（非正式地称为niebloids），即：

在调用它们时不能指定显式模板参数列表。
它们都不可通过依赖于实参的查找可见。
当其中任何一个通过普通无限定查找作为调用运算符左侧的名称找到时，依赖于实参的查找被抑制。

参数

first	-	第一个有序范围的起始位置
middle	-	第一个范围的结束位置与第二个范围的起始位置
last	-	第二个有序范围的结束位置
r	-	需要原地合并的元素范围
comp	-	应用于投影元素的比较器
proj	-	应用于范围内元素的投影器

返回值

一个等于 last 的迭代器。

复杂度

如果存在额外的内存缓冲区，则恰好需要 N − 1 次比较，其中 N = ranges:: distance ( first, last ) 。否则，需要 $𝓞(N•log(N))$ 次比较。在两种情况下，投影次数均为比较次数的两倍。

注释

此函数尝试分配临时缓冲区。若分配失败，则选择效率较低的算法。

功能测试宏	值	标准	功能
`__cpp_lib_constexpr_algorithms`	`202306L`	(C++26)	constexpr 稳定排序

可能的实现

此实现仅展示在无额外内存可用时采用的较慢算法。另请参阅 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>
    constexpr 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>
    constexpr 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<class I, class Comp, class Proj>
    static constexpr 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 && comp(proj(*middle), proj(*first)))
        {
            ranges::iter_swap(first, middle);
            return;
        }
        I cut1 = first, cut2 = middle;
        std::iter_difference_t<I> d1{}, 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));
    }
}<

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()
{
    // 自定义归并排序演示
    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");
    // 使用比较函数对象和投影进行合并
    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

另见

ranges::merge (C++20)	合并两个有序范围 (算法函数对象)
ranges::set_union (C++20)	计算两个集合的并集 (算法函数对象)
ranges::is_sorted (C++20)	检查范围是否已排序 (算法函数对象)
ranges::sort (C++20)	对元素范围进行排序 (算法函数对象)
inplace_merge	原地合并两个有序范围 (函数模板)

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容器库
迭代器库
范围库 (C++20)
算法库
字符串库
文本处理库
数值库
日期和时间库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
并发支持库 (C++11)
执行控制库 (C++26)
技术规范
符号索引
外部库

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Namespaces

Variants

std::ranges::inplace_merge

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返回值

复杂度

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可能的实现

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另见