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std::merge

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定義於標頭檔案 <algorithm>
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt >

OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                OutputIt d_first );
 (1) (C++20 起為 constexpr)
template< class ExecutionPolicy,

          class ForwardIt1, class ForwardIt2, class ForwardIt3 >
ForwardIt3 merge( ExecutionPolicy&& policy,
                  ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                  ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                  ForwardIt3 d_first );
 (2) (C++17 起)
template< class InputIt1, class InputIt2,

          class OutputIt, class Compare >
OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                OutputIt d_first, Compare comp );
 (3) (C++20 起為 constexpr)
template< class ExecutionPolicy,

          class ForwardIt1, class ForwardIt2,
          class ForwardIt3, class Compare >
ForwardIt3 merge( ExecutionPolicy&& policy,
                  ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                  ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                  ForwardIt3 d_first, Compare comp );
 (4) (C++17 起)

將兩個已排序的範圍 [first1, last1) 和 [first2, last2) 合併成一個從 d_first 開始的已排序範圍。

1) 如果 [first1, last1) 或 [first2, last2) 未按 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 排序，則行為未定義。
3) 如果 [first1, last1) 或 [first2, last2) 未按 comp 排序，則行為未定義。
2,4) 同 (1,3)，但按 policy 執行。
僅當滿足所有以下條件時，這些過載才參與過載決議

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

 (C++20 前)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 為 true。

 (C++20 起)

此合併函式是穩定的，這意味著對於原始兩個範圍中的等價元素，來自第一個範圍的元素（保留其原始順序）排在來自第二個範圍的元素（保留其原始順序）之前。

如果輸出範圍與 [first1, last1) 或 [first2, last2) 重疊，則行為未定義。

目錄

[編輯] 引數

first1, last1 - 定義要合併的第一個元素 範圍 的迭代器對
first2, last2 - 定義要合併的第二個元素 範圍 的迭代器對
d_first - 目標範圍的開頭
policy - 要使用的 執行策略
comp - 比較函式物件（即滿足 Compare 要求的物件），如果第一個引數“小於”（即“排在”第二個引數之前），則返回 ​true。

比較函式的簽名應等效於以下內容

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

雖然簽名不需要有 const&，但該函式不得修改傳遞給它的物件，並且必須能夠接受 Type1 和 Type2 型別的所有值（可能為 const），無論其 值類別 如何（因此，不允許使用 Type1&，也不允許使用 Type1，除非對於 Type1，移動等同於複製(C++11 起)）。
型別 Type1 和 Type2 必須使得型別為 InputIt1 和 InputIt2 的物件能夠被解引用，然後隱式轉換為 Type1 和 Type2。​

型別要求
-
InputIt1, InputIt2 必須滿足 LegacyInputIterator 的要求。
-
ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt3 必須滿足 LegacyForwardIterator 的要求。
-
OutputIt 必須滿足 LegacyOutputIterator 的要求。
-
Compare 必須滿足 Compare 的要求。

[編輯] 返回值

指向最後一個複製元素之後的輸出迭代器。

[編輯] 複雜度

給定 N1 為 std::distance(first1, last1)，N2 為 std::distance(first2, last2)

1) 使用 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 最多進行 N1+N2-1 次比較。
2) 使用 operator<(C++20 前)std::less{}(C++20 起) 進行 O(N1+N2) 次比較。
3) 最多進行 N1+N2-1 次比較函式 comp 的應用。
4) O(N1+N2) 次比較函式 comp 的應用。

[編輯] 異常

帶有模板引數 ExecutionPolicy 的過載按如下方式報告錯誤

  • 如果作為演算法一部分呼叫的函式執行丟擲異常，並且 ExecutionPolicy 是 標準策略 之一，則呼叫 std::terminate。對於任何其他 ExecutionPolicy，行為是實現定義的。
  • 如果演算法未能分配記憶體，則丟擲 std::bad_alloc。

[編輯] 可能的實現

另請參閱 libstdc++ 和 libc++ 中的實現。

merge (1) 
template<class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt>
OutputIt merge(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
               InputIt2 first2, InputIt2 last2,
               OutputIt d_first)
{
    for (; first1 != last1; ++d_first)
    {
        if (first2 == last2)
            return std::copy(first1, last1, d_first);
 
        if (*first2 < *first1)
        {
            *d_first = *first2;
            ++first2;
        }
        else
        {
            *d_first = *first1;
            ++first1;
        }
    }
    return std::copy(first2, last2, d_first);
}
merge (3) 
template<class InputIt1, class InputIt2,
         class OutputIt, class Compare>
OutputIt merge(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
               InputIt2 first2, InputIt2 last2,
               OutputIt d_first, Compare comp)
{
    for (; first1 != last1; ++d_first)
    {
        if (first2 == last2)
            return std::copy(first1, last1, d_first);
 
        if (comp(*first2, *first1))
        {
            *d_first = *first2;
            ++first2;
        }
        else
        {
            *d_first = *first1;
            ++first1;
        }
    }
    return std::copy(first2, last2, d_first);
}

[編輯] 注意

此演算法執行的任務與 std::set_union 類似。兩者都接收兩個已排序的輸入範圍並生成一個包含兩個輸入元素的已排序輸出。這兩個演算法之間的區別在於如何處理來自兩個輸入範圍的等價值（請參閱 LessThanComparable 的註釋）。如果任何等價值在第一個範圍中出現 n 次，在第二個範圍中出現 m 次，std::merge 將輸出所有 n + m 次出現，而 std::set_union 只會輸出 std::max(n, m) 次。因此，std::merge 準確輸出 std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2) 個值，而 std::set_union 可能會產生更少的值。

[編輯] 示例

執行此程式碼
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <random>
#include <vector>
 
auto print = [](const auto rem, const auto& 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);
 
    // merge
    std::vector<int> dst;
    std::merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), std::back_inserter(dst));
 
    print("After merging:\ndst: ", dst);
}

可能的輸出

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

[編輯] 缺陷報告

下列更改行為的缺陷報告追溯地應用於以前出版的 C++ 標準。

缺陷報告 應用於 釋出時的行為 正確的行為
LWG 780 C++98 合併操作未定義 已定義

[編輯] 參閱

 就地歸併兩個有序範圍
(函式模板) [編輯]
(C++11)
 檢查一個範圍是否按升序排序
(函式模板) [編輯]
 計算兩個集合的並集
(函式模板) [編輯]
 將一個範圍按升序排序
(函式模板) [編輯]
 對一個範圍的元素進行排序，同時保留相等元素之間的順序
(函式模板) [編輯]
(C++20)
 歸併兩個已排序的範圍
(演算法函式物件)[編輯]
取自 “https://cppreference.tw/mwiki/index.php?title=cpp/algorithm/merge&oldid=180435”