std::ranges::swap_ranges() 算法

自 C++20 起

简化

// (1)
constexpr swap_ranges_result<I1, I2>
    swap_ranges( I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2 );

// (2)
constexpr swap_ranges_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
                             ranges::borrowed_iterator_t<R2>>
    swap_ranges( R1&& r1, R2&& r2 );

参数类型是泛型的，并具有以下约束

• I1, I2 - std::input_iterator
• S1, S2 - std::sentinel_for<I1>, std::sentinel_for<I2>
• R1, R2 - std::ranges::input_range

此外，每个重载都有以下约束

• (1) - std::indirectly_swappable<I1, I2>
• (2) - std::indirectly_swappable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>>

详细

// (1)
template<
  std::input_iterator I1,
  std::sentinel_for<I1> S1,
  std::input_iterator I2,
  std::sentinel_for<I2> S2
>
  requires std::indirectly_swappable<I1, I2>
constexpr swap_ranges_result<I1, I2>
    swap_ranges( I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2 );

// (2)
template<
  ranges::input_range R1,
  ranges::input_range R2
>
  requires std::indirectly_swappable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>>
constexpr swap_ranges_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
                             ranges::borrowed_iterator_t<R2>>
    swap_ranges( R1&& r1, R2&& r2 );

辅助类型定义如下：

template< class I1, class I2 >
using swap_ranges_result = ranges::in_in_result<I1, I2>;

• (1) 设 M 为 ranges::min(ranges::distance(first1, last1), ranges::distance(first2, last2))

  通过 ranges::iter_swap(first1 + i, first2 + i) 交换第一个范围 [first1; first1 + M) 和第二个范围 [first2; first2 + M) 之间的元素。

  范围 [first1; last1) 和 [first2; last2) 不得重叠。

• (2) 与 (1) 相同，但使用 r1 作为第一个范围，如同使用 ranges::begin(r1) 作为 first1 和 ranges::end(r1) 作为 last1，r2 亦同。

本页描述的函数类实体是niebloids。

参数

first1 last1	要交换的第一个元素范围。
first2 last2	要交换的第二个元素范围。
r1	要交换的第一个元素范围。
r2	要交换的第二个元素范围。

返回值

一个类型为 ranges::swap_ranges_result 的值，初始化如下

{
  first1 + M,
  first2 + M
}

其中 M 是两个范围中较小的尺寸（ranges::min(ranges::distance(first1, last1), ranges::distance(first2, last2))）。

复杂度

恰好 M 次交换。

异常

(无)

可能的实现

swap_ranges(1)

struct swap_ranges_fn
{
    template<std::input_iterator I1, std::sentinel_for<I1> S1,
             std::input_iterator I2, std::sentinel_for<I2> S2>
    requires std::indirectly_swappable<I1, I2>
    constexpr ranges::swap_ranges_result<I1, I2>
        operator()(I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2) const
    {
        for (; !(first1 == last1 or first2 == last2); ++first1, ++first2)
            ranges::iter_swap(first1, first2);
        return {std::move(first1), std::move(first2)};
    }

    template<ranges::input_range R1, ranges::input_range R2>
    requires std::indirectly_swappable<ranges::iterator_t<R1>, ranges::iterator_t<R2>>
    constexpr ranges::swap_ranges_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
                                         ranges::borrowed_iterator_t<R2>>
        operator()(R1&& r1, R2&& r2) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r1), ranges::end(r1),
                       ranges::begin(r2), ranges::end(r2));
    }
};

inline constexpr swap_ranges_fn swap_ranges {};

备注

当迭代器类型符合 contiguous_iterator 并且交换其值类型既不调用非平凡特殊成员函数也不调用 ADL 找到的交换函数时，实现（例如 MSVC STL）可以启用向量化。

示例

Main.cpp

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>
#include <string_view>
#include <vector>

auto print(std::string_view name, auto const& seq, std::string_view term = "\n")
{
    std::cout << name << " : ";
    for (const auto& elem : seq)
        std::cout << elem << ' ';
    std::cout << term;
}

int main()
{
    std::vector<char> p {'A', 'B', 'C', 'D', 'E'};
    std::list<char> q {'1', '2', '3', '4', '5', '6'};

    print("p", p);
    print("q", q, "\n\n");

    // swap p[0, 2) and q[1, 3):
    std::ranges::swap_ranges(p.begin(),
                             p.begin() + 4,
                             std::ranges::next(q.begin(), 1),
                             std::ranges::next(q.begin(), 3));
    print("p", p);
    print("q", q, "\n\n");

    // swap p[0, 5) and q[0, 5):
    std::ranges::swap_ranges(p, q);

    print("p", p);
    print("q", q);
}

输出

p : A B C D E
q : 1 2 3 4 5 6

p : 2 3 C D E
q : 1 A B 4 5 6

p : 1 A B 4 5
q : 2 3 C D E 6