std::ranges::merge, std::ranges::merge_result

ヘッダー `<algorithm>` で定義
呼び出しシグネチャ
template< std::input_iterator I1, std::sentinel_for<I1> S1, std::input_iterator I2, std::sentinel_for<I2> S2, std::weakly_incrementable O, class Comp = ranges::less, class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity > requires std::mergeable<I1, I2, O, Comp, Proj1, Proj2> constexpr merge_result<I1, I2, O> merge( I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2, O result, Comp comp = {}, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {} );	(1)	(C++20以降)
template< ranges::input_range R1, ranges::input_range R2, std::weakly_incrementable O, class Comp = ranges::less, class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity > requires std::mergeable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>, O, Comp, Proj1, Proj2> constexpr merge_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>, ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O> merge( R1&& r1, R2&& r2, O result, Comp comp = {}, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {} );	(2)	(C++20以降)
ヘルパー型
template< class I1, class I2, class O > using merge_result = ranges::in_in_out_result<I1, I2, O>;	(3)	(C++20以降)

2つのソート済みの範囲[[first1, last1)と[first2, last2)を、resultから始まる1つのソート済みの範囲にマージします。

シーケンスがコンパレータcompに関してソート済みであるとは、シーケンスを指す任意のイテレータitと、it + nがシーケンスの要素を指す有効なイテレータとなる任意の非負整数nについて、std::invoke(comp, std::invoke(proj2, *(it + n)), std::invoke(proj1, *it)))がfalseと評価されることを意味します。

1) 要素は、指定された二項比較関数 comp を使用して比較されます。

2) (1) と同じですが、r1を最初の範囲、r2を2番目の範囲として使用します。ranges::begin(r1)をfirst1、ranges::end(r1)をlast1、ranges::begin(r2)をfirst2、ranges::end(r2)をlast2として使用するかのようです。

出力範囲が入力範囲のいずれかと重複する場合、動作は未定義です（入力範囲同士は重複してもかまいません）。

このマージ関数は安定です。これは、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（元の順序を維持）が2番目の範囲の要素（元の順序を維持）よりも前に来ることを意味します。

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（非公式にはニーブロイドとして知られている）です。つまり、

こ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。
これらのいずれも実引数依存の名前探索には見えません。
これらのいずれかが関数呼び出し演算子の左側の名前として通常の非修飾名探索によって見つかった場合、実引数依存の名前探索は抑制されます。

first1, last1	-	マージする最初の入力ソート済み範囲を定義するイテレータ-センチネルペア
first2, last2	-	マージする2番目の入力ソート済み範囲を定義するイテレータ-センチネルペア
結果	-	出力範囲の開始位置
comp	-	射影された要素に適用される比較
proj1	-	最初の範囲の要素に適用する射影
proj2	-	2番目の範囲の要素に適用する射影

[編集] Return value

{last1, last2, result_last}。ここで、result_lastは構築された範囲の末尾です。

[編集] Complexity

比較および各射影の適用は、N = ranges::distance(first1, last1) + ranges::distance(first2, last12)である場合、最大N − 1回の比較および各射影の適用が行われます。

[編集] Notes

このアルゴリズムはranges::set_unionと似たタスクを実行します。どちらも2つのソート済み入力範囲を消費し、両方の入力からの要素を持つソート済み出力を生成します。これら2つのアルゴリズムの違いは、両方の入力範囲からの比較で等価になる値の扱い方にあります（LessThanComparableの注を参照）。もし、等価な値が最初の範囲にn回、2番目の範囲にm回出現した場合、ranges::mergeはn + m回のすべてを出力しますが、ranges::set_unionはmax(n, m)回のみ出力します。したがって、ranges::mergeは正確にN個の値を出力し、ranges::set_unionはそれよりも少なくなる可能性があります。

[編集] Possible implementation

struct merge_fn
{
    template<std::input_iterator I1, std::sentinel_for<I1> S1,
             std::input_iterator I2, std::sentinel_for<I2> S2,
             std::weakly_incrementable O, class Comp = ranges::less,
             class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity>
    requires std::mergeable<I1, I2, O, Comp, Proj1, Proj2>
    constexpr ranges::merge_result<I1, I2, O>
        operator()(I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2, O result, Comp comp = {},
                   Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}) const
    {
        for (; !(first1 == last1 or first2 == last2); ++result)
        {
            if (std::invoke(comp, std::invoke(proj2, *first2), std::invoke(proj1, *first1)))
                *result = *first2, ++first2;
            else
                *result = *first1, ++first1;
        }
        auto ret1{ranges::copy(std::move(first1), std::move(last1), std::move(result))};
        auto ret2{ranges::copy(std::move(first2), std::move(last2), std::move(ret1.out))};
        return {std::move(ret1.in), std::move(ret2.in), std::move(ret2.out)};
    }
 
    template<ranges::input_range R1, ranges::input_range R2, std::weakly_incrementable O,
             class Comp = ranges::less,
             class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity>
    requires std::mergeable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>,
                            O, Comp, Proj1, Proj2>
    constexpr ranges::merge_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
                                   ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O>
        operator()(R1&& r1, R2&& r2, O result, Comp comp = {},
                   Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r1), ranges::end(r1),
                       ranges::begin(r2), ranges::end(r2),
                       std::move(result), std::move(comp),
                       std::move(proj1), std::move(proj2));
    }
};
 
inline constexpr merge_fn merge {};

[編集] Example

このコードを実行

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
 
void print(const auto& in1, const auto& in2, auto first, auto last)
{
    std::cout << "{ ";
    for (const auto& e : in1)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << "} +\n{ ";
    for (const auto& e : in2)
        std::cout << e << ' ';
    std::cout << "} =\n{ ";
    while (!(first == last))
        std::cout << *first++ << ' ';
    std::cout << "}\n\n";
}
 
int main()
{
    std::vector<int> in1, in2, out;
 
    in1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    in2 = {3, 4, 5, 6, 7};
    out.resize(in1.size() + in2.size());
    const auto ret = std::ranges::merge(in1, in2, out.begin());
    print(in1, in2, out.begin(), ret.out);
 
    in1 = {1, 2, 3, 4, 5, 5, 5};
    in2 = {3, 4, 5, 6, 7};
    out.clear();
    out.reserve(in1.size() + in2.size());
    std::ranges::merge(in1, in2, std::back_inserter(out));
    print(in1, in2, out.cbegin(), out.cend());
}

出力

{ 1 2 3 4 5 } +
{ 3 4 5 6 7 } =
{ 1 2 3 3 4 4 5 5 6 7 }
 
{ 1 2 3 4 5 5 5 } +
{ 3 4 5 6 7 } =
{ 1 2 3 3 4 4 5 5 5 5 6 7 }

[編集] See also

ranges::inplace_merge (C++20)	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 (アルゴリズム関数オブジェクト)[編集]
ranges::is_sorted (C++20)	範囲が昇順にソートされているかどうかをチェックする (アルゴリズム関数オブジェクト)[編集]
ranges::set_union (C++20)	2つの集合の和を計算する (アルゴリズム関数オブジェクト)[編集]
ranges::sort (C++20)	範囲を昇順にソートする (アルゴリズム関数オブジェクト)[編集]
ranges::stable_sort (C++20)	等しい要素間の順序を維持しながら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)[編集]
merge	2つのソート済み範囲をマージする (関数テンプレート) [編集]

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