std::exclusive_scan() 算法

自 C++20 起

// (1)
template< class InputIt, class OutputIt >
constexpr OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first );

// (2)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >
constexpr OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, BinaryOperation binary_op );

// (3)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation, class T >
constexpr OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, BinaryOperation binary_op, T init );

// (4)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2 >
ForwardtIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first );

// (5)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryOperation >
ForwardIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy,
                           ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first,
                           BinaryOperation binary_op );

// (6)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryOperation, class T >
ForwardIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy,
                           ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first,
                           BinaryOperation binary_op, T init );

自 C++17 起

// (1)
template< class InputIt, class OutputIt >
OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first );

// (2)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >
OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, BinaryOperation binary_op );

// (3)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation, class T >
OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, BinaryOperation binary_op, T init );

// (4)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2 >
ForwardtIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first );

// (5)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryOperation >
ForwardIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy,
                           ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first,
                           BinaryOperation binary_op );

// (6)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryOperation, class T >
ForwardIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy,
                           ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first,
                           BinaryOperation binary_op, T init );

使用 binary_op（对于重载 (1, 4)，使用 std::plus<>()）计算一个专属前缀和操作，范围为 [first; last)，使用 init 作为初始值（如果提供），并将结果写入从 d_first 开始的范围。

"专属" 意味着第 i 个输入元素不包含在第 i 个和中。

求和操作可以按任意顺序执行，如果 binary_op 不具有结合性，则行为不确定。

形式上，通过 [d_first; d_first + (last - first)) 中的每个迭代器 i 分配值

• (1, 2, 4, 5) 对于 [first; first + (i - d_first + 1) ) 中每个 j，*j... 的广义非交换和，通过 binary_op 计算
• (3, 6) 对于 [first; first + (i - d_first + 1)) 中每个 j，init, *j... 的广义非交换和，通过 binary_op 计算

其中广义非交换和 GNSUM(op, a1, ..., aN) 定义如下：

• 如果 N = 1，则为 a1

• 如果 N > 1，则对于任何 K 且 1 < K + 1 = M ≤ N，为 op(GNSUM(op, a1, ..., aK), GNSUM(op, aM, ..., aN))

• (4 - 6) 与 (1 - 3) 相同，但根据策略执行。

  重载决议

  这些重载仅在 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时才参与重载决议。  (直到 C++20) std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时才参与重载决议。  (自 C++20 起)

未定义行为

binary_op 不应使迭代器（包括结束迭代器）或子范围失效，也不应修改范围 [first, last) 或 [d_first, d_first + (last - first)) 中的元素。

否则，行为未定义

.

参数

first last	要求和的元素范围。
d_first	目标范围的开始；可以等于 first。
init	广义和的初始值。
策略	要使用的执行策略。有关详细信息，请参阅执行策略。
binary_op	二元函数对象，将以未指定顺序应用于解引用输入迭代器的结果、其他 binary_op 的结果和 init。

类型要求

InputIt	LegacyInputIterator
OutputIt	LegacyOutputIterator
ForwardIt1 ForwardIt2	LegacyForwardIterator

• T（如果提供了 init）必须满足MoveConstructible的要求。以下表达式必须可转换为 T
  • binary_op(init, *first)
  • binary_op(init, init)
  • binary_op(*first, *first)

返回值

指向已写入的最后一个元素之后的元素的迭代器。

复杂度

O(last - first) 次 binary_op 应用。

异常

带有模板参数 ExecutionPolicy 的重载报告错误如下

• 如果作为算法一部分调用的函数执行抛出异常，并且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，则调用std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为是实现定义的.
• 如果算法未能分配内存，则抛出 std::bad_alloc。

示例

Main.cpp

#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector data {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};

    std::cout << "Exclusive sum: ";
    std::exclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                        0);
    std::cout << "\nInclusive sum: ";
    std::inclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));

    std::cout << "\n\nExclusive product: ";
    std::exclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                        1, std::multiplies<>{});
    std::cout << "\nInclusive product: ";
    std::inclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                        std::multiplies<>{});
}

可能输出

Exclusive sum: 0 3 4 8 9 14 23 25
Inclusive sum: 3 4 8 9 14 23 25 31

Exclusive product: 1 3 3 12 12 60 540 1080
Inclusive product: 3 3 12 12 60 540 1080 6480