std::ranges::inplace_merge

(C++23)`<algorithm>`
ヘッダ
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 inplace_merge( I first, I middle, S last, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	で定義されています	呼び出しシグネチャ (1)
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> inplace_merge( R&& r, ranges::iterator_t<R> middle, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(C++20 から)	(C++26 から constexpr) (2)

(C++20 から)(C++26 から constexpr)2 つの連続する [first, middle)ソート済み[middle, last) 範囲とを 1 つの [first, last)ソート済み

範囲 にマージします。 シーケンスは、比較子 comp と射影 proj に関して itソート済みn であると言われます。これは、シーケンスを指す任意のイテレータ it + n と、std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it))) がシーケンスの要素を指す有効なイテレータとなるような任意の非負整数 false に対して、

が に評価される場合を指します。 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）の前に配置されます。 comp1)proj 要素は、指定された二項比較関数

と射影オブジェクトを使用して比較され、範囲は同じ基準でソートされている必要があります。2) (1) と同じですが、r を範囲として使用し、ranges::begin(r) を first として、ranges::end(r) を last として使用するかのように動作します。

このページで説明されている関数のようなエンティティは、アルゴリズム関数オブジェクト（非公式には niebloid として知られています）です。つまり:

それらのいずれかを呼び出す際に、明示的なテンプレート引数リストを指定することはできません。
それらのいずれも引数依存の名前検索からは見えません。
それらのいずれかが通常の非修飾名前検索によって関数呼び出し演算子の左側の名前として見つかった場合、引数依存の名前検索は抑制されます。

パラメータ

first	-	最初のソート済み範囲の先頭
middle	-	最初の範囲の終端および2番目の範囲の先頭
last	-	2番目のソート済み範囲の終端
r	-	インプレースでマージする要素の範囲
comp	-	投影された要素に適用する比較関数
proj	-	範囲内の要素に適用する投影関数

戻り値

last に等しいイテレータ。

計算量

正確に N − 1 回の比較（追加のメモリバッファが利用可能な場合）、ここで N = ranges:: distance ( first, last ) 。それ以外の場合、 $𝓞(N•log(N))$ 回の比較。さらに、両ケースとも比較回数の2倍の射影回数。

注記

この関数は一時バッファの割り当てを試みます。割り当てに失敗した場合、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 安定ソート

実装例

この実装は、追加のメモリが利用できない場合に使用される低速なアルゴリズムのみを示しています。また、 MSVC STL および libstdc++ の実装も参照してください。

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>
    constexpr 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>
    constexpr 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<class I, class Comp, class Proj>
    static constexpr 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 && comp(proj(*middle), proj(*first)))
        {
            ranges::iter_swap(first, middle);
            return;
        }
        I cut1 = first, cut2 = middle;
        std::iter_difference_t<I> d1{}, 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 {};

例

このコードを実行

#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()
{
    // カスタムマージソートのデモ
    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");
    // 比較関数オブジェクトと射影を用いたマージ
    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");
}

出力:

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

コンパイラサポート
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言語
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標準ライブラリヘッダ
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技術仕様書
シンボルインデックス
外部ライブラリ

ranges::merge (C++20)	2つのソート済み範囲をマージする (アルゴリズム関数オブジェクト)
ranges::set_union (C++20)	2つの集合の和集合を計算する (アルゴリズム関数オブジェクト)
ranges::is_sorted (C++20)	範囲がソートされているか確認する (アルゴリズム関数オブジェクト)
ranges::sort (C++20)	要素の範囲をソートする (アルゴリズム関数オブジェクト)
inplace_merge	2つの順序付けられた範囲をインプレースでマージする (関数テンプレート)

ja.cppreference.net

Namespaces

Variants

std::ranges::inplace_merge

目次

パラメータ

戻り値

計算量

注記

実装例

例

関連項目