std::ranges::set_union() 算法

自 C++20 起

简化

// (1)
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 = {} );

// (2)
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 = {} );

参数类型是泛型的，并具有以下约束

• I1, I2 - std::input_iterator
• S1, S2 - std::sentinel_for<I1>, std::sentinel_for<I2>
• R1, R2 - std::ranges::input_range
• O - std::weakly_incrementable
• Comp - （无）
• Proj1, Proj2 - (无)

所有重载的 Proj 和 Comp 模板参数具有以下默认类型：std::identity, ranges::less。

此外，每个重载都有以下约束

• (1) - mergeable<I1, I2, O, Comp, Proj1, Proj2>
• (2) - mergeable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>, O, Comp, Proj1, Proj2>

(为便于阅读，此处省略了 std:: 命名空间)

详细

// (1)
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 = {} );

// (2)
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 = {} );

辅助类型定义如下：

template< class I1, class I2, class O >
using set_union_result = ranges::in_in_out_result<I1, I2, O>;

构造一个排序的并集，从结果开始，包含存在于一个或两个排序输入范围 [first1; last1) 和 [first2; last2) 中的元素集合。

如果某个元素在 [first1; last1) 中找到 m 次，在 [first2; last2) 中找到 n 次，那么所有 m 个元素将从 [first1; last1) 复制到结果中，并保留顺序，然后恰好 max(n - m, 0) 个元素将从 [first2; last2) 复制到结果中，也保留顺序。

等效元素的顺序会保留。

• (1) 使用给定的二元比较函数 comp 比较元素。
• (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，以及 ranges::end(r2) 作为 last2。

未定义行为

行为未定义

如果

• 输入范围未按 comp 和 proj1 或 proj2 分别排序。
• 或结果范围与任何一个输入范围重叠。

本页描述的函数类实体是niebloids。

参数

first1 last1	第一个已排序的输入范围。
r1	第一个已排序的输入范围。
first2 last2	第二个已排序的输入范围。
r2	第二个已排序的输入范围。
result	目标范围的开头。
comp	应用于投影元素的比较器。
proj1	应用于第一个范围中元素的投影。
proj2	应用于第二个范围中元素的投影。

返回值

类型为 ranges::set_union_result 的值，按以下方式初始化

{
  last1,
  last2,
  result_last
}

其中 result_last 是构造范围的末尾。

复杂度

给定 N1 为 ranges::distance(first1, last1)，N2 为 ranges::distance(first2, last12)

2 * (N1 + N2) − 1 次比较和每次投影的应用。

异常

(无)

可能的实现

set_union(1) 和 set_union(2)

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 {};

备注

此算法执行的任务与 ranges::merge 类似。

两者都消耗两个排序的输入范围，并生成一个包含两个输入中元素的排序输出。这两个算法之间的区别在于如何处理两个输入范围中比较等效的值（请参阅 LessThanComparable 上的注释）。

如果任何等效值在第一个范围中出现 n 次，在第二个范围中出现 m 次，则 ranges::merge 将输出所有 n + m 次出现，而 ranges::set_union 将仅输出 std::max(n, m) 次。

因此 ranges::merge 输出恰好 N1 + N2 个值，而 ranges::set_union 可能生成更少的值。

示例

Main.cpp

#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 }