C++11标准模板（STL）- 算法（std::merge）

定义于头文件 

算法库提供大量用途的函数（例如查找、排序、计数、操作），它们在元素范围上操作。注意范围定义为 [first, last) ，其中 last 指代要查询或修改的最后元素的后一个元素。

归并两个已排序的范围

std::merge

归并二个已排序范围 [first1, last1) 和 [first2, last2) 到始于 d_first 的一个已排序范围中。

1) 用 operator< 比较元素。

3) 用给定的二元比较函数 comp 比较元素。

2,4) 同 (1,3) ，但按照 policy 执行。这些重载仅若 std::is_execution_policy_v> 为 true 才参与重载决议。

对于元范围中的等价元素，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）。

若目标范围与输入范围之一重叠，则行为未定义（输入范围可相互重叠）。

参数

返回值

指向最后复制元素后一元素的迭代器。

复杂度

1,3) 至多 std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2) - 1 次比较。

2,4) O(std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2)) 。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

• 若作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 为标准策略之一，则调用 std::terminate 。对于任何其他 ExecutionPolicy ，行为是实现定义的。
• 若算法无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc 。

注意

此算法进行类似 std::set_union 所做的任务。都消耗二个已排序输入范围，并产生拥有来自两个输入的元素的输出。此二算法的区别在于处理来自二个输入的比较等价（见可小于比较 (LessThanComparable) 上的注意）的值。若任何等价的值在第一范围出现 n 次，在第二范围出现 m 次，则 std::merge 会输出所有 n+m 次出现，而 std::set_union 将只输出 std::max(n, m) 次。故 std::merge 准确输出 std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2) 个值，而 std::set_union 可能产生得更少。

可能的实现

版本一

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);
}

 版本二

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);
}

调用示例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <time.h>
 
using namespace std;
 
struct Cell
{
    int x;
    int y;
 
    Cell &operator +=(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }
 
    bool operator <(const Cell &cell) const
    {
        if (x == cell.x)
        {
            return y < cell.y;
        }
        else
        {
            return x < cell.x;
        }
    }
};
 
std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Cell &cell)
{
    os << "{" << cell.x << "," << cell.y << "}";
    return os;
}
 
int main()
{
    srand((unsigned)time(NULL));;
 
    std::cout.setf(std::ios_base::boolalpha);
 
    auto func1 = []()
    {
        int n = std::rand() % 10 + 100;
        Cell cell{n, n};
        return cell;
    };
 
    vector<Cell> cells1(5);
    std::generate(cells1.begin(), cells1.end(), func1);
    std::stable_sort(cells1.begin(), cells1.end());
 
    std::cout << "cells 1 :     ";
    std::copy(cells1.begin(), cells1.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
 
    vector<Cell> cells2(5);
    std::generate(cells2.begin(), cells2.end(), func1);
    std::stable_sort(cells2.begin(), cells2.end());
 
    std::cout << "cells 2 :     ";
    std::copy(cells2.begin(), cells2.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
 
    vector<Cell> cells3(cells1.size() + cells2.size());
    std::merge(cells1.begin(), cells1.end(), cells2.begin(), cells2.end(), cells3.begin());
 
    std::cout << "cells 3 :     ";
    std::copy(cells3.begin(), cells3.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::cout << std::endl;
 
    auto is_sortf = [](const Cell & a, const Cell & b)
    {
        if (a.x == b.x)
        {
            return a.y > b.y;
        }
        return a.x > b.x;
    };
 
    vector<Cell> cells4(5);
    std::generate(cells4.begin(), cells4.end(), func1);
    std::stable_sort(cells4.begin(), cells4.end(), is_sortf);
 
    std::cout << "cells 4 :     ";
    std::copy(cells4.begin(), cells4.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
 
    vector<Cell> cells5(5);
    std::generate(cells5.begin(), cells5.end(), func1);
    std::stable_sort(cells5.begin(), cells5.end(), is_sortf);
 
    std::cout << "cells 5 :     ";
    std::copy(cells5.begin(), cells5.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
 
    vector<Cell> cells6;
    std::merge(cells4.begin(), cells4.end(), cells5.begin(), cells5.end(), std::back_inserter(cells6), is_sortf);
 
    std::cout << "cells 6 :     ";
    std::copy(cells6.begin(), cells6.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::cout << std::endl;
 
    return 0;
}

输出