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A ver si te vale esto:

devuelve <- function(x, z) {
 temp <- numeric(0)
 i <- 1
 j <- 1
 xmax <- length(x)
 zmax <- length(z)
 while(TRUE) {

   #si hemos llegado al final de x, añadimos la cola de z
   if(i>xmax) {
     temp <- c(temp, z[j:zmax])
     break
   }

   #si hemos llegado al final de z, añadimos la cola de x
   if(j>zmax) {
     temp <- c(temp, x[i:xmax])
     break
   }

   if(x[i]<z[j]){
     temp <- c(temp, x[i])
     i <- i+1
   } else if(x[i]==z[j]) {
     temp <- c(temp, x[i])
     i <- i+1
     j <- j+1
   } else if(x[i]>z[j]) {
     temp <- c(temp, z[j])
     j <- j+1
   }
 }
 temp
}

x <- c(0,4,5,6,9,12,16,21)

z <- c(1,4,9,14,17)

devuelve(x,z)

Un saludo,

Franz