# std::ranges::set_union, std::ranges::set_union_result

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定义于头文件 `<algorithm>` |  |
调用签名 |  |
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 set_union_result<I1, I2, O> set_union( I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2, O result, Comp comp = {}, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {} ); | (1) | (C++20 起)
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 set_union_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>, ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O> set_union( R1&& r1, R2&& r2, O result, Comp comp = {}, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {} ); | (2) | (C++20 起)
辅助类型 |  |
template<class I1, class I2, class O> using set_union_result = ranges::in_in_out_result<I1, I2, O>; | (3) | (C++20 起)

构造始于 `result` 的，由来自一或两个已排序的输入范围 `[first1, last1)` 与 `[first2, last2)` 的元素组成的已排序范围。

若在 `[first1, last1)` 中找到 `m` 次并在 `[first2, last2)` 中找到 `n` 次某元素，则将从 `[first1, last1)` 复制 `m` 个元素到 `result` ，保持顺序，然后将从 `[first2, last2)` 复制恰好 max(n-m, 0) 个元素到 `result` ，亦保持顺序。

若

- 输入范围未分别按 `comp` 和 `proj1` 或 `proj2` 排序，或
- 输入范围与输出范围重叠，

则行为未定义。

1) 用给定的二元比较函数 `comp` 比较元素。
2) 同 (1) ，但以 `r1` 为第一范围并以 `r2` 为第二范围，如同以 ranges::begin(r1) 为 `first1` ，以 ranges::end(r1) 为 `last1` ，以 ranges::begin(r2) 为 `first2` 并以 ranges::end(r2) 为 `last2` 。

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid ，即：

- 调用它们中的任何一者时不可指定显式模板实参。
- 它们无一对实参依赖查找可见。
- 在通常无限定查找寻找函数调用运算符左侧的名称找到它们之一时，它禁止实参依赖查找。

实际上，它们能以函数对象，或以某些特殊编译器扩展实现。

### 参数

first1, last1 | - | 第一已排序输入范围
first2, last2 | - | 第二已排序输入范围
r1 | - | 第一已排序输入范围
r2 | - | 第二已排序输入范围
result | - | 输出范围的起始
comp | - | 应用到投影后元素的谓词
proj1 | - | 应用到第一范围元素的投影
proj2 | - | 应用到第二范围元素的投影

### 返回值

{last1, last2, result_last} ，其中 result_last 为构造的范围的末尾。

### 复杂度

至多比较和应用每个投影 \(\scriptsize 2\cdot(N_1+N_2)-1\)2·(N
1+N
2)-1 次，其中 \(\scriptsize N_1\)N
1 与 \(\scriptsize N_2\)N
2 分别为 ranges::distance(first1, last1) 与 ranges::distance(first2, last2) 。

### 注解

此算法进行与 ranges::merge 所做的类似的任务。两者都消费已排序的输入范围并产生拥有来自两个范围的元素的已排序输出。这两个算法间的区别是处理来自两个输入范围的比较等价的值（见可小于比较 (LessThanComparable) 上的注解）。若任何等价的值在第一范围中出现 `n` 次，在第二范围出现 `m` ，则 ranges::merge 将输出所有 n+m 次出现，而 `ranges::set_union` 会只输出 std::max(n, m) 次。故 ranges::merge 准确地输出 \(\scriptsize (N_1+N_2)\)(N
1+N
2) 个值，而 `ranges::set_union` 可能产生较少的值。

### 可能的实现

    struct set_union_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::set_union_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(proj1, *first1),
                                      std::invoke(proj2, *first2))) {
                    *result = *first1; ++first1;
                }
                else if (std::invoke(comp, std::invoke(proj2, *first2),
                                           std::invoke(proj1, *first1))) {
                    *result = *first2; ++first2;
                }
                else {
                    *result = *first1; ++first1; ++first2;
                }
            }
            auto res1 = ranges::copy(std::move(first1), std::move(last1), std::move(result));
            auto res2 = ranges::copy(std::move(first2), std::move(last2), std::move(res1.out));
            return {std::move(res1.in), std::move(res2.in), std::move(res2.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::set_union_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 set_union_fn set_union{};

### 示例

    #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 << "} ∪ { ";
        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::set_union(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::set_union(in1, in2, std::back_inserter(out));
        print(in1, in2, out.cbegin(), out.cend());
    }

输出：

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

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

### 参阅

ranges::set_difference (C++20) | 计算两个集合的差集 (niebloid)
ranges::set_intersection (C++20) | 计算两个集合的交集 (niebloid)
ranges::set_symmetric_difference (C++20) | 计算两个集合的对称差 (niebloid)
ranges::merge (C++20) | 归并二个已排序范围 (niebloid)
ranges::includes (C++20) | 若一个序列是另一个的子列则返回 `true` (niebloid)
set_union | 计算两个集合的并集 (函数模板)