std::ranges::inplace_merge
在标头 <algorithm> 定义
|
||
调用签名 |
||
template< std::bidirectional_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity > |
(1) | (C++20 起) |
template< ranges::bidirectional_range R, class Comp = ranges::less, class Proj = std::identity > |
(2) | (C++20 起) |
归并二个已排序范围 [first, middle)
与 [middle, last)
到一个已排序范围 [first, last)
中。
称序列为按照比较器 comp
与投影 proj
已排序,若对应任何指向序列的迭代器 it
与任何使得 it + n
为指向序列元素的合法迭代器的非负整数 n
, std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it))) 求值为 false 。
此归并函数是稳定的,这表示对于原在二个范围中的等价元素,来自第一范围的元素(保持其原顺序)先于来自第二范围的元素(保持其原顺序)。
comp
与投影对象 proj
比较元素,而范围必须按同样方式排序。r
为范围,如同以 ranges::begin(r) 为 first
并以 ranges::end(r) 为 last
。此页面上描述的仿函数实体是 niebloid,即:
实际上,它们能以函数对象,或者某些特殊编译器扩展实现。
参数
first | - | 第一已排序范围的起始 |
middle | - | 第一范围的末尾与第二范围的起始 |
last | - | 第二已排序范围的末尾 |
r | - | 要原位归并的元素范围 |
comp | - | 应用到投影后元素的比较器 |
proj | - | 应用到范围中元素的投影 |
返回值
等于 last
的迭代器。
复杂度
若额外内存可用则准确比较 N−1 次,其中 N = ranges::distance(first, last) 。否则比较 𝓞(N•log(N)) 次。另外在两种情况下都进行二倍次数的投影。
注解
此函数尝试分配临时缓冲区。若分配失败,则选择较低效的算法。
可能的实现
此实现仅展示无额外内存可用时使用的较慢的算法。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> 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> 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<std::bidirectional_iterator I, class Comp, class Proj> requires std::sortable<I, Comp, Proj> static 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) if (comp(proj(*middle), proj(*first))) { ranges::iter_swap(first, middle); return; } I cut1 = first; I cut2 = middle; std::iter_difference_t<I> d1{}; std::iter_difference_t<I> 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)); } }; inline constexpr inplace_merge_fn inplace_merge{}; |
示例
#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() { // 定制归并排序演示 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"); // 以比较函数对象和投影归并 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
参阅
(C++20) |
归并两个有序范围 (niebloid) |
(C++20) |
计算两个集合的并集 (niebloid) |
(C++20) |
检查范围是否以升序排序 (niebloid) |
(C++20) |
将范围按升序排序 (niebloid) |
就地归并两个有序范围 (函数模板) |