使用迭代器的 C++ 合并排序

Question

目前，我正在尝试创建一个简单的 C++ 合并排序程序。

using namespace std;

using Iterator = std::vector<int>::iterator;
using CIterator = std::vector<int>::const_iterator;
std::vector<int> merge(CIterator left_begin, CIterator left_end, CIterator right_begin, CIterator right_end) {
    std::vector<int> result;
    
    CIterator left = left_begin;
    CIterator right = right_begin;
    
    while (left != left_end && right != right_end) {
        if (*left <= *right) {
            result.push_back(*left);
            left++;
        } else {
            result.push_back(*right);
            right++;
        }
    }
    
    while (left != left_end) {
        result.push_back(*left);
        left++;
    }
    
    while (right != right_end) {
        result.push_back(*right);
        right++;
    }
    
    return result;
}

我创建了一个合并函数，它基本上将两个排序的 vector 连接成一个并返回它(我必须使用函数合并的以下返回类型)。然后尝试编写驱动程序函数合并排序我有以下代码，我认为它可以正常工作

void merge_sort(Iterator begin, Iterator end) {
    auto difference = distance(begin, end);
    
    if (difference <= 1) {
        return;
    }
    
    Iterator middle = begin;
    advance(middle, difference / 2);
    
    merge_sort(begin, middle);
    merge_sort(middle, end);
    
    vector<int> result = merge(begin, middle, middle, end);
    // But what to put here?
}

在注释标记的地方，我不明白要写什么才能将排序的数组在递归中向上移动一步。我试过

    begin = result.begin();
    end = result.end();

但这显然不起作用

Answer 1

问题在于 merge_sort 的类型签名假设一个就地算法:

void merge_sort(Iterator begin, Iterator end);

但是你的 merge过程不是就地，而是返回数组的合并拷贝。您要么需要更改 merge到位，或者您需要更改 merge_sort返回排序后的数组。后一种解决方案(更简单但效率较低)将是这样的:

std::vector<int> merge_sort(Iterator begin, Iterator end) {
    auto difference = distance(begin, end);
    
    if (difference <= 1) {
        return;
    }
    
    Iterator middle = begin;
    advance(middle, difference / 2);
    
    std::vector<int> left = merge_sort(begin, middle);
    std::vector<int> right = merge_sort(middle, end);
    return merge(left.begin(), left.end(), right.begin(), right.end());
}