std::inplace_merge() 算法

自 C++17 起

// (1)
template< class BidirIt >
void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );

// (2)
template< class BidirIt, class Compare >
void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp );

// (3)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt >
void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy, BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );

// (4)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt, class Compare >
void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy,
                    BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp )

C++17 之前

// (1)
template< class BidirIt >
void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );

// (2)
template< class BidirIt, class Compare >
void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp );

自 C++26 起

// (1)
template< class BidirIt >
constexpr void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );

// (2)
template< class BidirIt, class Compare >
constexpr void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp );

// (3)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt >
void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy, BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );

// (4)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt, class Compare >
void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy,
                    BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp )

将两个连续的已排序范围 [first; middle) 和 [middle; last) 合并为一个已排序范围 [first; last)。

如果对于指向序列的任何迭代器 it 以及任何非负整数 n（使得 it + n 是指向序列元素的有效迭代器），comp(*(it + n), *it) 评估为 false，则称序列相对于比较器 comp 已排序。

• (1) 元素使用 operator< 进行比较。范围也必须相对于此运算符进行排序。

• (2) 元素使用给定的二元比较函数 comp 进行比较。范围也必须相对于此比较器进行排序。

• (3 - 4) 同 (1) 和 (2)，但根据策略执行。

  重载决议

  这些重载仅在 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时才参与重载决议。  (C++20 之前) std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时才参与重载决议。  (C++20 起)

此函数是稳定的，这意味着对于原始两个范围中的等价元素，第一个范围的元素先于第二个范围的元素，并保留其原始顺序。

参数

first	要进行 inplace_merge 的第一个元素范围。
middle	第一个已排序范围的末尾和第二个已排序范围的开头。
last	第二个已排序范围的末尾。
policy	要使用的执行策略。详见执行策略。
comp	比较函数对象（即满足 Compare 要求的对象）。比较函数的签名应等同于以下内容： bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b); 签名不需要有 `const&`，但不得修改参数。 必须接受类型（可能为 const）Type 和 Type2 的所有值，而不管值类别（因此不允许 Type1&，也不允许 Type1，除非对于 Type1，移动等同于复制 (C++11 起)）。 `Type1` 和 `Type2` 类型必须是 `RandomIt` 类型的对象可以隐式转换为它们两者的类型。

类型要求

BidirIt	LegacyBidirectionalIterator ValuSwappable
解引用 BidirIt 的类型	MoveAssignable MoveConstructible

返回值

(无)

复杂度

给定 N 为 std::distance(first, last)

• (1 - 2) 如果有足够的额外内存，则精确进行 N - 1 次比较。如果内存不足，则进行 O(N * log(N)) 次比较。
• (3 - 4) O(N * log(N)) 次比较。

异常

带有模板参数 ExecutionPolicy 的重载报告错误如下

• 如果作为算法一部分调用的函数执行抛出异常并且 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.
• 如果算法未能分配内存，则抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

供应商实现： GCC (libstdc++) ⏺ LLVM Clang (libc++)

备注

此函数尝试分配一个临时缓冲区。如果分配失败，则选择效率较低的算法。

示例

Main.cpp

#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <random>
#include <vector>

auto print = [](auto const rem, auto const& 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);

    // inplace_merge
    std::vector<int> dst;
    std::inplace_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