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算法库
受约束算法及范围上的算法 (C++20)
包含算法例如 ranges::copyranges::sort、...
排序和相关操作
划分操作
(C++11)    

排序操作
二分搜索操作(在已划分范围上)
集合操作(在有序范围上)
归并操作(在有序范围上)
堆操作
最小/最大操作
(C++11)
(C++17)
字典序比较操作
排列操作




 
受约束算法
本菜单中的所有名字均属于命名空间 std::ranges
不修改序列的操作
修改序列的操作
划分操作
排序操作
二分搜索操作(在有序范围上)
       
       
集合操作(在有序范围上)
堆操作
最小/最大操作
       
       
排列操作
折叠操作
数值操作
(C++23)            
未初始化存储上的操作
返回类型
 
在标头 <algorithm> 定义
调用签名
template< std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
          class Proj = std::identity,
          std::indirectly_unary_invocable<std::projected<I, Proj>> Fun >
constexpr for_each_result<I, Fun>
    for_each( I first, S last, Fun f, Proj proj = {} );
(1) (C++20 起)
template< ranges::input_range R, class Proj = std::identity,
          std::indirectly_unary_invocable<
              std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Fun >
constexpr for_each_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, Fun>
    for_each( R&& r, Fun f, Proj proj = {} );
(2) (C++20 起)
template< /*execution-policy*/ Ep, std::random_access_iterator I,
          std::sized_sentinel_for<I> S, class Proj = std::identity,
          std::indirectly_unary_invocable<std::projected<I, Proj>> Fun >
I for_each( Ep&& policy, I first, S last, Fun f, Proj proj = {} );
(3) (C++26 起)
template< /*execution-policy*/ Ep,
          /*sized-random-access-range*/ R, class Proj = std::identity,
          std::indirectly_unary_invocable
              <std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Fun >
ranges::borrowed_iterator_t<R>
    for_each( Ep&& policy, R&& r, Fun f, Proj proj = {} );
(4) (C++26 起)
辅助类型
template< class I, class F >
using for_each_result = ranges::in_fun_result<I, F>;
(5) (C++20 起)

/*execution-policy*/ 的定义见此页/*sized-random-access-range*/ 的定义见此页

对目标范围 [firstlast)r 中的每个(以 proj 投影后的)元素应用给定的可调用对象 f。忽略 f 返回的结果。

1,2) 从目标范围开头开始按顺序应用 f
3,4) 不一定按顺序应用 f。按照 policy 执行算法。
与其他并行算法不同,for_each 不能任意复制目标范围中的元素。

此页面上描述的函数式实体是算法函数对象(非正式地称为 niebloid),即:

参数

first, last - 表示目标范围的迭代器对
r - 目标范围
f - 会应用到(投影后的)元素的可调用对象
proj - 会应用到元素的投影
policy - 所用的执行策略

返回值

1) {last, std::move(f)}
2) R 实现 forward_range 时返回 {ranges::next(ranges::begin(r), ranges::end(r)), std::move(f)},否则返回 (C++26 起){ranges::end(r), std::move(f)}
3) last
4) R 实现 forward_range 时返回 ranges::next(ranges::begin(r), ranges::end(r)),否则返回 (C++26 起)ranges::end(r)

复杂度

1,3) 应用 ranges::distance(first, last)fproj
2,4) 应用 ranges::distance(r)fproj

异常

3,4) 在执行过程中:
  • 如果并行化所需的临时内存资源不可用,那么就会抛出 std::bad_alloc
  • 如果在通过算法实参访问对象时抛出了未捕获的异常,那么行为由执行策略决定(标准策略会调用 std::terminate)。

注解

如果投影返回了可变引用,那么 f 可以修改目标范围中的元素。

对于重载 (1,2)f 可以是带状态的可调用对象。返回值中的可调用对象可以视为批量操作的最终状态。

对于重载 (3,4),可能会由于需要进行并行调用而创建 f 的多个副本。因为并行操作会阻碍高效的状态累积,所以任何值中不会包含可调用对象。

可能的实现

struct for_each_fn
{
    template<std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class Proj = std::identity,
             std::indirectly_unary_invocable<std::projected<I, Proj>> Fun>
    constexpr ranges::for_each_result<I, Fun>
        operator()(I first, S last, Fun f, Proj proj = {}) const
    {
        for (; first != last; ++first)
            std::invoke(f, std::invoke(proj, *first));
        return {std::move(first), std::move(f)};
    }
  
    template<ranges::input_range R, class Proj = std::identity,
             std::indirectly_unary_invocable<std::projected<ranges::iterator_t<R>,
             Proj>> Fun>
    constexpr ranges::for_each_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, Fun>
        operator()(R&& r, Fun f, Proj proj = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(f), std::ref(proj));
    }
    
    template<ranges::forward_range R, class Proj = std::identity,
             std::indirectly_unary_invocable
                 <std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Fun>
    constexpr ranges::for_each_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, Fun>
        operator()(R&& r, Fun f, Proj proj = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r),
                       ranges::next(ranges::begin(r), ranges::end(r)),
                       std::move(f), std::ref(proj));
    }
};

inline constexpr for_each_fn for_each;

示例

以下示例用 lambda 表达式递增 vector 所有的元素,然后用函数对象中重载的 operator() 计算它们的和。注意,要计算总和的话,建议使用专用的算法 std::accumulate

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>

struct Sum
{
    void operator()(int n) { sum += n; }
    int sum{0};
};

int main()
{
    namespace ranges = std::ranges;
    
    std::vector<int> nums {3, 4, 2, 8, 15, 267};
    
    auto print = [](const auto& n) { std::cout << ' ' << n; };
    
    std::cout << "之前:";
    ranges::for_each(std::as_const(nums), print);
    print('\n');
    
    ranges::for_each(nums, [](int& n) { ++n; });
    
    // 对每个数调用 Sum::operator()
    auto [i, s] = ranges::for_each(nums.begin(), nums.end(), Sum());
    assert(i == nums.end());
    
    std::cout << "之后:";
    ranges::for_each(nums.cbegin(), nums.cend(), print);
    
    std::cout << "\n" "总和: " << s.sum << '\n';
    
    using pair = std::pair<int, std::string>; 
    std::vector<pair> pairs {{1,"one"}, {2,"two"}, {3,"tree"}};
    
    std::cout << "投影 pair::first: ";
    ranges::for_each(pairs, print, [](const pair& p) { return p.first; });
    
    std::cout << "\n" "投影 pair::second:";
    ranges::for_each(pairs, print, &pair::second);
    print('\n');
}

输出:

之前: 3 4 2 8 15 267 
之后: 4 5 3 9 16 268
总和: 305
投影 pair::first:  1 2 3
投影 pair::second: one two tree

参阅

应用一元函数对象范围中的元素
(函数模板) [编辑]
应用函数对象到序列的前 N 个元素
(算法函数对象) [编辑]
应用函数到元素范围
(算法函数对象) [编辑]
范围 for 循环 (C++11) 执行范围上的循环[编辑]