std::inplace_merge

在标头 `<algorithm>` 定义
template< class BidirIt > void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );	(1)	(C++26 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt > void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy, BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last );	(2)	(C++17 起)
template< class BidirIt, class Compare > void inplace_merge( BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp );	(3)	(C++26 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class BidirIt, class Compare > void inplace_merge( ExecutionPolicy&& policy, BidirIt first, BidirIt middle, BidirIt last, Compare comp );	(4)	(C++17 起)

将两个相继的有序范围 [first, middle) 和 [middle, last) 归并为一个有序范围 [first, last)。

1) 如果 [first, middle) 或 [middle, last) 没有按 operator< (C++20 前)std::less{} (C++20 起) 排序，那么行为未定义。

3) 如果 [first, middle) 或 [middle, last) 没有按 comp 排序，那么行为未定义。

2,4) 同 (1,3)，但按照 policy 执行。

这些重载只有在

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 前)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>	(C++20 起)

是 true 时时才会参与重载决议。

此合并函数是稳定的，意思是对于两个原范围中的等价元素，来自第一范围的元素（保持原来的顺序）先于来自第二范围的元素（保持原来的顺序）。

如果满足以下任意条件，那么行为未定义：

[first, middle) 或 [middle, last) 不是有效范围。
输出范围与 [first, middle) 或 [middle, last) 重叠。

*first 的类型不可交换 (Swappable) 。	(C++11 前)
`BiditIt` 不可交换值 (ValueSwappable) 。 first 的类型不可移动构造 (MoveConstructible) 。 first 的类型不可移动赋值 (MoveAssignable) 。	(C++11 起)

参数

first	-	第一个有序范围的起始
middle	-	第一个有序范围的结尾及第二个有序范围的起始
last	-	第二个有序范围的结尾
policy	-	所用的执行策略。细节见执行策略。
comp	-	比较函数对象（即满足比较 (Compare) 概念的对象），在第一参数小于（即先序于）第二参数时返回 true。比较函数的签名应等价于如下： bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b); 虽然签名不必有 `const&`，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须接受（可为 const 的）类型 `Type1` 与 `Type2` 的值，无关乎值类别（从而不允许 `Type1&` ，也不允许 `Type1`，除非 `Type1` 的移动等价于复制 (C++11 起)）。类型 Type1 与 Type2 必须使得 BidirIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。
类型要求
- `BidirIt` 必须满足老式双向迭代器 (LegacyBidirectionalIterator) 。
- `Compare` 必须满足比较 (Compare) 。

复杂度

给定 $\scriptsize N$ $N$ 为 std::distance(first, last)：

1) 在额外内存足够时应用

N-1

次 operator< (C++20 前)std::less{} (C++20 起) 进行比较，否则应用

O(N\cdotlog(N))

次。

2) 应用

O(N\cdotlog(N))

次 operator< (C++20 前)std::less{} (C++20 起) 进行比较。

3) 在额外内存足够时最多应用

N-1

次比较函数 comp，否则应用

O(N\cdotlog(N))

次。

4) 应用

O(N\cdotlog(N))

次比较函数 comp。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
如果算法无法分配内存，那么抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

参阅 libstdc++ 与 libc++ 中的实现。

注解

此函数试图分配临时缓冲区。如果分配失败，那么就会选择较低效的算法。

功能特性测试宏	值	标准	功能特性
`__cpp_lib_constexpr_algorithms`	202306L	(C++26)	constexpr 原地归并 (3), (3)

示例

下列代码是归并排序的一种实现。

运行此代码

#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';
}

输出：

-2 0 1 2 3 7 8 11 11

参阅

merge	合并两个有序范围 (函数模板)
sort	将范围按升序排序 (函数模板)
stable_sort	将范围内的元素排序，同时保持相等的元素之间的顺序 (函数模板)
ranges::inplace_merge (C++20)	在原位归并两个有序范围 (niebloid)

编译器支持
自立实现与有宿主实现
语言
标准库
标准库标头
具名要求
功能特性测试宏 (C++20)
语言支持库
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元编程库 (C++11)
诊断库
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异常

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