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std::merge

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ヘッダ <algorithm> で定義
(1)
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt >

OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                OutputIt d_first );
(C++20以前)
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt >

constexpr OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                          InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                          OutputIt d_first );
(C++20およびそれ以降)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class ForwardIt3 >

ForwardIt3 merge( ExecutionPolicy&& policy,
                  ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                  ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                  ForwardIt3 d_first );
(2) (C++17およびそれ以降)
(3)
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt, class Compare>

OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                OutputIt d_first, Compare comp );
(C++20以前)
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt, class Compare>

constexpr OutputIt merge( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                          InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                          OutputIt d_first, Compare comp );
(C++20およびそれ以降)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class ForwardIt3, class Compare>

ForwardIt3 merge( ExecutionPolicy&& policy,
                  ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                  ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                  ForwardIt3 d_first, Compare comp );
(4) (C++17およびそれ以降)

2つのソート済み範囲 [first1, last1) および [first2, last2)d_first から始まる1つのソート済み範囲にマージします。

1) 要素は operator< を用いて比較されます。
3) 要素は指定された二項比較関数 comp を用いて比較されます。
2,4) (1,3) と同じですが、 policy に従って実行されます。 このオーバーロードは、std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 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

2つのマージ元範囲内に同等の要素がある場合、1つめの範囲の要素は2つめの範囲の要素より前に来ます。 同じ範囲内の要素の順序は保たれます。

マージ先範囲がいずれかの入力範囲とオーバーラップしている場合、動作は未定義です (入力範囲はお互いにオーバーラップしていても構いません)。

目次

[編集] 引数

first1, last1 - 1つめのマージする要素の範囲
first2, last2 - 2つめのマージする要素の範囲
d_first - マージ先範囲の先頭
policy - 使用する実行ポリシー。 詳細は実行ポリシーを参照してください
comp - 最初の要素が2番目の要素より小さい (に順序づけられる) 場合に ​true を返す、比較関数オブジェクト (Compare の要件を満たすオブジェクト)。

比較関数のシグネチャは以下と同等なものであるべきです。

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

シグネチャが const & を持つ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ならず、値カテゴリに関わらず Type1 および Type2 型 (およびそれらの const 修飾された型) のすべての値を受理できなければなりません (そのため Type1 & は許されません。 また Type1 に対してムーブがコピーと同等でなければ Type1 も許されません (C++11およびそれ以降))。
Type1 および Type2 は、 InputIt1 および InputIt2 型のオブジェクトの逆参照からType1Type2 の両方に暗黙に変換可能なものでなければなりません。 ​

型の要件
-
InputIt1, InputIt2InputIterator の要件を満たさなければなりません。
-
ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt3ForwardIterator の要件を満たさなければなりません。
-
OutputItOutputIterator の要件を満たさなければなりません。

[編集] 戻り値

最後にコピーされた要素の次の要素を指す出力イテレータ。

[編集] 計算量

1,3) 多くとも std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2) - 1 回の比較。
2,4) O(std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2))

[編集] 例外

テンプレート引数 ExecutionPolicy を持つオーバーロードは以下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の実行が例外を投げ、 ExecutionPolicy が3つの標準のポリシーのいずれかの場合は、 std::terminate が呼ばれます。 それ以外のあらゆる 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は、 std::bad_alloc が投げられます。

[編集] ノート

このアルゴリズムは std::set_union と似た処理を行います。 どちらも2つのソート済み範囲を消費し、両方の入力の要素を持つソート済みの出力を生成します。 これらの2つのアルゴリズムの違いは、両方の入力範囲にある同等 (LessThanComparable のノートを参照) な値の処理方法です。 同等な値が1つめの範囲に n 個現れ、2つめの範囲に m 個現れた場合、 std::mergen+m 個をすべて出力しますが、 std::set_unionstd::max(n, m) 個しか出力しません。 そのため、 std::merge はちょうど std::distance(first1, last1) + std::distance(first2, last2) 個の値を出力しますが、 std::set_union の出力はそれより少なくなる場合があります。

[編集] 実装例

1つめのバージョン
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);
}
2つめのバージョン
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);
}

[編集]

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <random>
#include <functional>
 
int main()
{
    // fill the vectors with random numbers
    std::random_device rd;
    std::mt19937 mt(rd());
    std::uniform_int_distribution<> dis(0, 9);
 
    std::vector<int> v1(10), v2(10);
    std::generate(v1.begin(), v1.end(), std::bind(dis, std::ref(mt)));
    std::generate(v2.begin(), v2.end(), std::bind(dis, std::ref(mt)));
 
    // sort
    std::sort(v1.begin(), v1.end());
    std::sort(v2.begin(), v2.end());
 
    // output v1
    std::cout << "v1 : ";
    std::copy(v1.begin(), v1.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << '\n';
 
    // output v2
    std::cout << "v2 : ";
    std::copy(v2.begin(), v2.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << '\n';
 
    // merge
    std::vector<int> dst;
    std::merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), std::back_inserter(dst));
 
    // output
    std::cout << "dst: ";
    std::copy(dst.begin(), dst.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << '\n';
}

出力例:

v1 : 0 1 3 4 4 5 5 8 8 9 
v2 : 0 2 2 3 6 6 8 8 8 9 
dst: 0 0 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 8 8 8 8 9 9

[編集] 関連項目

2つのソート済み範囲をその場でマージします
(関数テンプレート) [edit]
2つの集合の和を計算します
(関数テンプレート) [edit]
指定範囲を昇順にソートします
(関数テンプレート) [edit]
等しい要素間の順序を維持しながら指定範囲の要素をソートします
(関数テンプレート) [edit]