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std::inplace_merge

ja.cppreference.net より
 
 
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ヘッダ <algorithm>
template< class BidirIt >
void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );
で定義 (1) (C++26 から constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt >
void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy,
                    BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );
(2) (C++17 から)
template< class BidirIt, class Compare >
void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last,
                    Compare comp );
(3) (C++26 から constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt, class Compare >
void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy,
                    BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last,
                    Compare comp );
(4) (C++17 から)

2つの連続したソート済み範囲 [first, middle) と [middle, last) を1つのソート済み範囲 [first, last) にマージします。

1) [first, middle) または [middle, last) が ソートされておらず、 operator<(C++20 まで)std::less{}(C++20 から) の場合、動作は未定義です。
3) [first, middle) または [middle, last) が comp に関してソートされていない場合、動作は未定義です。
2,4) (1,3) と同じですが、 (1,3)、policy に従って実行されます。
これらのオーバーロードは、次の式の値が true である場合にのみオーバーロード解決に参加します。

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>

(C++20 まで)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>

(C++20 から)

このマージ関数は安定です。つまり、元の2つの範囲内の等価な要素について、最初の範囲の要素(元の順序を保持)が2番目の範囲の要素(元の順序を保持)よりも前に配置されます。

次の条件のいずれかが満たされる場合、動作は未定義です:

  • [first, middle) または [middle, last) は有効な範囲ではありません。
  • *first の型は Swappable ではありません。
(C++11 まで)
(C++11 から)

引数

first - 最初のソート済み範囲の先頭
middle - 最初のソート済み範囲の終端かつ2番目のソート済み範囲の先頭
last - 2番目のソート済み範囲の終端
policy - 使用する実行ポリシー
comp - 比較関数オブジェクト(すなわち Compare の要件を満たすオブジェクト)。最初の引数が2番目の引数よりもtrue小さい(つまり、2番目の引数の前に順序付けられる)場合に ​ を返します。

比較関数のシグネチャは以下と同等であるべきです:

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

シグネチャに const& を含める必要はありませんが、関数は渡されたオブジェクトを変更してはならず、型(const 付きでもよい)Type1 および Type2 のすべての値を値カテゴリに関係なく受理できなければなりません(したがって、Type1& は許可されません。Type1 も、Type1 ムーブがコピーと同等である場合を除き、許可されません(C++11 から))。
型 Type1 と Type2 は、BidirIt 型のオブジェクトを逆参照して暗黙的に両方に変換できるような型でなければなりません。 ​

型要件
-
BidirIt は LegacyBidirectionalIterator の要件を満たす必要があります。
-
Compare は Compare の要件を満たす必要があります。

計算量

N を としたときstd::distance(first, last):

1) 十分な追加メモリが利用可能な場合は N-1 回の operator<(C++20 まで)std::less{}(C++20 から) による比較、そうでなければ O(N⋅log(N)) 回の比較。
2) O(N⋅log(N)) 回の operator<(C++20 まで)std::less{}(C++20 から) による比較。
3) 十分な追加メモリが利用可能な場合は比較関数 N-1 回の適用、そうでなければ comp\(\scriptsize O(N \cdot \log(N))\) 回の適用。4)
\(\scriptsize O(N \cdot \log(N))\) 回の比較関数 の適用。comp

例外

テンプレートパラメータ ExecutionPolicy を持つオーバーロードは次のようにエラーを報告します:

  • アルゴリズムの一部として呼び出された関数が例外をスローし、ExecutionPolicy が標準ポリシーの1つである場合、std::terminate が呼び出されます。他の ExecutionPolicy については、動作は処理系定義です。
  • アルゴリズムがメモリの確保に失敗した場合、std::bad_alloc がスローされます。

実装例

実装は libstdc++ および libc++ を参照してください。

注記

この関数は一時バッファの確保を試みます。確保に失敗した場合、効率の低いアルゴリズムが選択されます。

機能テストマクロ 値 標準 機能
__cpp_lib_constexpr_algorithms 202306L (C++26) constexpr inplace merging (1)、(3)

例

以下のコードはマージソートの実装です。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

template<class Iter>
void merge_sort(Iter first, Iter last)
{
    if (last - first > 1)
    {
        Iter middle = first + (last - first) / 2;
        merge_sort(first, middle);
        merge_sort(middle, last);
        std::inplace_merge(first, middle, last);
    }
}

int main()
{
    std::vector<int> v{8, 2, -2, 0, 11, 11, 1, 7, 3};
    merge_sort(v.begin(), v.end());
    for (const auto& n : v)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
}

出力:

-2 0 1 2 3 7 8 11 11

関連項目

2つのソート済み範囲をマージする
(関数テンプレート & アルゴリズム関数オブジェクト)
要素の範囲をソートする
(関数テンプレート & アルゴリズム関数オブジェクト)
等価な要素間の相対順序を保持しながら要素の範囲をソートする
(関数テンプレート & アルゴリズム関数オブジェクト)
2つの順序付けされた範囲をインプレースでマージする
(アルゴリズム関数オブジェクト)