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std::ranges::inplace_merge

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제약된 알고리즘 및 범위에 대한 알고리즘 (C++20)
제약된 알고리즘, 예: ranges::copy, ranges::sort, ...
정렬 및 관련 연산
분할 연산
(C++11)    

정렬 연산
이진 탐색 연산
(분할된 범위에 대해)
집합 연산 (정렬된 범위에 대해)
병합 연산 (정렬된 범위에 대해)
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최소/최대 연산
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순열 연산


 
제약된 알고리즘
이 메뉴의 모든 이름은 네임스페이스에 속합니다 std::ranges
비변경 시퀀스 연산
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분할 연산
정렬 연산
이진 탐색 연산 (정렬된 범위에 대해)
       
       
집합 연산 (정렬된 범위에 대해)
힙 연산
최소/최대 연산
       
       
순열 연산
폴드 연산
수치 연산
(C++23)            
초기화되지 않은 저장소에 대한 연산
반환 타입
 
헤더에 정의됨 <algorithm>
호출 시그니처
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 = {} );
(1) (C++20부터)
(constexpr, C++26부터)
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 = {} );
(2) (C++20부터)
(constexpr, C++26부터)

두 개의 연속적인 정렬된 범위 [first, middle)와(과) [middle, last)를 하나의 정렬된 범위로 [first, last).

시퀀스는 비교자 정렬된 및 프로젝션 comp에 대해 proj라고 말하며, 임의의 반복자 it가 시퀀스를 가리키고 음이 아닌 정수 n에 대해 it + n가 시퀀스의 요소를 가리키는 유효한 반복자라면, std::invoke(comp, std::invoke(proj, *(it + n)), std::invoke(proj, *it)))는 false.

이 병합 함수는 안정적입니다. 즉, 원래 두 범위에서 동일한 요소에 대해, 첫 번째 범위의 요소(원래 순서 유지)가 두 번째 범위의 요소(원래 순서 유지)보다 앞에 옵니다.

1) 요소는 주어진 이진 비교 함수 comp 및 프로젝션 객체 proj를 사용하여 비교되며, 범위는 이에 대해 정렬되어 있어야 합니다.
2) 과 동일하지만, (1), r을(를) 범위로 사용하며, ranges::begin(r)를 first로, ranges::end(r)를 last로 사용합니다.

이 페이지에 설명된 함수형 엔티티는 알고리즘 함수 객체(비공식적으로 niebloids라고 함)입니다:

매개변수

first - 첫 번째 정렬된 범위의 시작
middle - 첫 번째 범위의 끝이자 두 번째 범위의 시작
last - 두 번째 정렬된 범위의 끝
r - 제자리에서 병합할 요소들의 범위
comp - 투영된 요소들에 적용할 비교 함수
proj - 범위 내 요소들에 적용할 투영 함수

반환값

last 와 동일한 반복자.

복잡도

정확히 N − 1 번의 비교(추가 메모리 버퍼가 사용 가능한 경우), 여기서 N = ranges:: distance ( first, last ) 입니다. 그렇지 않은 경우 𝓞(N•log(N)) 번의 비교가 수행됩니다. 두 경우 모두 비교 횟수의 두 배에 해당하는 프로젝션 연산이 추가로 수행됩니다.

참고 사항

이 함수는 임시 버퍼 할당을 시도합니다. 할당이 실패할 경우, 덜 효율적인 알고리즘이 선택됩니다.

기능 테스트 매크로 값 표준 기능
__cpp_lib_constexpr_algorithms 202306L (C++26) constexpr 안정 정렬

가능한 구현

이 구현은 추가 메모리를 사용할 수 없을 때 사용되는 느린 알고리즘만 보여줍니다. 또한 MSVC STL 와 libstdc++ 의 구현도 참조하십시오.

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
(설명: HTML 태그와 속성은 그대로 유지되었으며, C++ 관련 용어인 `ranges::borrowed_iterator_t`는 번역되지 않았습니다. 링크 구조와 클래스명이 원본 형식을 그대로 유지되어 있습니다.)<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 {};

예제

#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()
{
    // 사용자 정의 병합 정렬 데모
    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");
    // 비교 함수 객체와 프로젝션을 사용한 병합
    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");
}

출력:

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

참고 항목

정렬된 두 범위를 병합합니다
(알고리즘 함수 객체)
두 집합의 합집합을 계산합니다
(알고리즘 함수 객체)
범위가 정렬되어 있는지 확인합니다
(알고리즘 함수 객체)
요소 범위를 정렬합니다
(알고리즘 함수 객체)
두 개의 정렬된 범위를 제자리에서 병합합니다
(함수 템플릿)