std::ranges::transform() 算法

自 C++20 起

简化

// (1)
constexpr unary_transform_result<I, O>
	transform( I first1, S last1, O result, F op, Proj proj = {} );

// (2)
constexpr unary_transform_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, O>
    transform( R&& r, O result, F op, Proj proj = {} );

// (3)
constexpr binary_transform_result<I1, I2, O>
    transform(
		I1 first1, S1 last1,
		I2 first2, S2 last2,
		O result,
		F binary_op,
		Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}
	);

// (4)
constexpr binary_transform_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
                                  ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O>
    transform(
		R1&& r1, R2&& r2,
		O result,
		F binary_op,
		Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}
	);

参数类型是泛型的，并具有以下约束

• I, I1, I2 - std::input_iterator
• S, S1, S2 - std::sentinel_for<I>, std::sentinel_for<I1>, std::sentinel_for<I2>
• R, R1, R2 - std::ranges::input_range
• O - std::weakly_incrementable
• F - std::copy_constructible

对于所有重载，Proj 模板参数的默认类型为 std::identity。

此外，每个重载都有以下约束

• (1) - indirectly_writable<O, indirect_result_t<F&, projected<I, Proj>> >
• (2) - indirectly_writable<O, indirect_result_t<F&, projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>
• (3) - indirect_result_t<F&, projected<I1, Proj1>, projected<I2, Proj2>>>
• (4) - indirectly_writable<O, indirect_result_t<F&, projected<ranges::iterator_t<R1>, Proj1>, projected<ranges::iterator_t<R2>, Proj2>>>

（为方便阅读，此处省略了 std:: 命名空间）

详细

// (1)
template<
	std::input_iterator I,
	std::sentinel_for<I> S,
	std::weakly_incrementable O,
	std::copy_constructible F,
	class Proj = std::identity
>
	requires std::indirectly_writable<O, std::indirect_result_t<F&, std::projected<I, Proj>>>
constexpr unary_transform_result<I, O>
	transform( I first1, S last1, O result, F op, Proj proj = {} );

// (2)
template<
	ranges::input_range R,
	std::weakly_incrementable O,
	std::copy_constructible F,
	class Proj = std::identity
>
	requires std::indirectly_writable<O, std::indirect_result_t< F&, std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>
constexpr unary_transform_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, O>
    transform( R&& r, O result, F op, Proj proj = {} );

// (3)
template<
	std::input_iterator I1, std::sentinel_for<I1> S1,
    std::input_iterator I2, std::sentinel_for<I2> S2,
    std::weakly_incrementable O,
    std::copy_constructible F,
	class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity
>
	requires std::indirectly_writable<O,
				std::indirect_result_t<F&, std::projected<I1, Proj1>, std::projected<I2, Proj2>>>
constexpr binary_transform_result<I1, I2, O>
    transform(
		I1 first1, S1 last1,
		I2 first2, S2 last2,
		O result,
		F binary_op,
		Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}
	);

// (4)
template<
	ranges::input_range R1, ranges::input_range R2,
	std::weakly_incrementable O,
	std::copy_constructible F,
	class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity >
requires std::indirectly_writable<O,
             std::indirect_result_t<F&, std::projected<ranges::iterator_t<R1>, Proj1>, std::projected<ranges::iterator_t<R2>, Proj2>>>
constexpr binary_transform_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
                                  ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O>
    transform(
		R1&& r1, R2&& r2,
		O result,
		F binary_op,
		Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}
	);

辅助类型定义如下：

template< class I, class O >
using unary_transform_result = ranges::in_out_result<I, O>;

template< class I1, class I2, class O >
using binary_transform_result = ranges::in_in_out_result<I1, I2, O>;

将给定函数应用于一个范围，并将结果存储在另一个以 result 开头的范围中。

• (1) 一元操作 op 应用于由 [ first1; last1 ) 定义的范围（在通过投影 proj 投影后）。

• (2) 与 (1) 相同，但使用 r 作为源范围，如同使用 ranges::begin(r) 作为 first 和 ranges::end(r) 作为 last。

• (3) 二元操作 binary_op 应用于两个范围的元素对

  • 一个由 [ first1; last1 ) 定义。
  • 另一个由 [ first2; last2 ) 定义（分别通过投影 proj1 和 proj2 投影后）。

• (4) 与 (3) 相同，但使用 r1 作为第一个源范围，如同使用 ranges::begin(r1) 作为 first1 和 ranges::end(r1) 作为 last1，r2 类似。

本页描述的函数类实体是niebloids。

参数

first1 last1	要转换的第一个元素范围（迭代器、哨兵对）。
r r1	要转换的第一个元素范围（范围）。
first2 last2	要转换的第二个元素范围（迭代器、哨兵对）。
r2	要转换的第二个元素范围（范围）。
result	目标范围的开头，可能等于 first1 或 first2。
op binary_op	应用于投影元素的操作。
proj1	应用于第一个范围中元素的投影。
proj2	应用于第二个范围中元素的投影。

返回值

• (1 - 2) 返回一个 unary_transform_result，其中包含一个等于 last 的输入迭代器和一个指向转换后最后一个元素之后的输出迭代器。
• (3 - 4) 返回一个 binary_transform_result，其中包含指向范围 [ first1; last1 ) 和 [ first2; last2 ) 中最后转换元素的输入迭代器（分别为 in1 和 in2），以及指向转换后最后一个元素之后的输出迭代器 out。

复杂度

• (1 - 2) op 和 proj 的应用次数恰好为 ranges::distance(first1, last1)。
• (3 - 4) binary_op 和投影的应用次数恰好为 ranges::min(ranges::distance(first1, last1), ranges::distance(first2, last2))。

异常

(无)

可能的实现

transform(1) 和 transform(2)

struct transform_fn
{
	// First version
	template<std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S, std::weakly_incrementable O,
		std::copy_constructible F, class Proj = std::identity>
			requires std::indirectly_writable<O, std::indirect_result_t<F&, std::projected<I, Proj>>>
			constexpr ranges::unary_transform_result<I, O>
			operator()(I first1, S last1, O result, F op, Proj proj = {}) const
			{
				for (; first1 != last1; ++first1, (void)++result)
					*result = std::invoke(op, std::invoke(proj, *first1));

				return {first1, result};
			}

	// Second version
	template<ranges::input_range R, std::weakly_incrementable O,
		std::copy_constructible F, class Proj = std::identity>
			requires std::indirectly_writable<O,
		std::indirect_result_t<F&, std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>>>
			constexpr ranges::unary_transform_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, O>
			operator()(R&& r, O result, F op, Proj proj = {}) const
			{
				return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), result, std::ref(op), std::ref(proj));
			}

	// Third version
	template<std::input_iterator I1, std::sentinel_for<I1> S1,
		std::input_iterator I2, std::sentinel_for<I2> S2,
		std::weakly_incrementable O,
		std::copy_constructible F,
		class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity>
			requires std::indirectly_writable<O,
		std::indirect_result_t<F&,
		std::projected<I1, Proj1>,
		std::projected<I2, Proj2>>>
			constexpr ranges::binary_transform_result<I1, I2, O>
			operator()(I1 first1, S1 last1, I2 first2, S2 last2, O result,
					F binary_op, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}) const
			{
				for (; first1 != last1 && first2 != last2; ++first1, (void)++first2, (void)++result)
					*result = std::invoke(binary_op,
							std::invoke(proj1, *first1),
							std::invoke(proj2, *first2));

				return {first1, first2, result};
			}

	// Fourth version
	template<ranges::input_range R1, ranges::input_range R2,
		std::weakly_incrementable O, std::copy_constructible F,
		class Proj1 = std::identity, class Proj2 = std::identity>
			requires std::indirectly_writable<O,
		std::indirect_result_t<F&,
		std::projected<ranges::iterator_t<R1>, Proj1>,
		std::projected<ranges::iterator_t<R2>, Proj2>>>
			constexpr ranges::binary_transform_result<ranges::borrowed_iterator_t<R1>,
		ranges::borrowed_iterator_t<R2>, O>
			operator()(R1&& r1, R2&& r2, O result,
					F binary_op, Proj1 proj1 = {}, Proj2 proj2 = {}) const
			{
				return (*this)(ranges::begin(r1), ranges::end(r1),
						ranges::begin(r2), ranges::end(r2),
						result, std::ref(binary_op),
						std::ref(proj1), std::ref(proj2));
			}
};

inline constexpr transform_fn transform;

备注

ranges::transform 不保证 op 或 binary_op 的按顺序应用。

要按顺序将函数应用于序列或应用修改序列元素的函数，请使用 ranges::for_each。

示例

以下代码使用 ranges::transform 将字符串就地转换为大写（使用 std::toupper 函数），然后将每个字符转换为其序数值。

然后使用带投影的 ranges::transform 将 std::vector<Foo> 的元素转换为字符以填充 std::string。

Main.cpp

#include <algorithm>
#include <cctype>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

int main()
{
    std::string s {"hello"};

    namespace ranges = std::ranges;

    ranges::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(),
                      [](unsigned char c) -> unsigned char { return std::toupper(c); });

    std::vector<std::size_t> ordinals;
    ranges::transform(s, std::back_inserter(ordinals),
                      [](unsigned char c) -> std::size_t { return c; });

    std::cout << s << ':';
    for (auto ord : ordinals)
        std::cout << ' ' << ord;

    ranges::transform(ordinals, ordinals, ordinals.begin(), std::plus {});

    std::cout << '\n';
    for (auto ord : ordinals)
        std::cout << ord << ' ';
    std::cout << '\n';

    struct Foo
    {
        char bar;
    };
    const std::vector<Foo> f = { {'h'},{'e'},{'l'},{'l'},{'o'} };
    std::string bar;
    ranges::transform(f, std::back_inserter(bar), &Foo::bar);
    std::cout << bar << '\n';
}

输出

HELLO: 72 69 76 76 79
144 138 152 152 158
hello