std::adjacent_difference

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数值运算
(C++11)
adjacent_difference
C 库
 
在标头 <numeric> 定义
(1)
template< class InputIt, class OutputIt >
OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first );
 (C++20 前)
template< class InputIt, class OutputIt >

constexpr OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,

                                        OutputIt d_first );
 (C++20 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2 >

ForwardIt2 adjacent_difference( ExecutionPolicy&& policy,
                                ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,

                                ForwardIt2 d_first );
 (2) (C++17 起)
(3)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >

OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,

                              OutputIt d_first, BinaryOperation op );
 (C++20 前)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >

constexpr OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,

                                        OutputIt d_first, BinaryOperation op );
 (C++20 起)
template< class ExecutionPolicy,

          class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryOperation >
ForwardIt2 adjacent_difference( ExecutionPolicy&& policy,
                                ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,

                                ForwardIt2 d_first, BinaryOperation op );
 (4) (C++17 起)

计算 [first, last) 范围中每对相邻元素的第二个和第一个的差，并写入它们到始于 d_first + 1 的范围。写入不修改的 *first 副本到 *d_first。

1,3) 首先，创建类型是 InputIt 的值类型的积累器 acc，以 *first 初始化，并赋值为 *d_first 的结果。然后，对于 [first + 1, last) 中按顺序的每个迭代器 i，创建类型是 InputIt 的值类型的对象 val，以 *i 初始化，计算 val - acc (C++20 前)val - std::move(acc) (C++20 起)（重载 (1)）或 op(val, acc) (C++20 前)op(val, std::move(acc)) (C++20 起) （重载 (3)），赋值结果到 *(d_first + (i - first))，并从 val 移动赋值到 acc。
first 可以等于 d_first。
2,4) 进行 *d_first = *first;。对每个 [1, last - first - 1] 中的 d，赋值 *(first + d) - *(first + d - 1)（重载 (2)）或 op(*(first + d), *(first + d - 1))（重载 (4)）给 *(d_first + d)。按照 policy 执行。这些重载只有在 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> (C++20 前)std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> (C++20 起) 是 true 时才会参与重载决议。
输入与输出范围以任何方式重叠时行为未定义。


等价操作： 

*(d_first)   = *first;
*(d_first+1) = *(first+1) - *(first);
*(d_first+2) = *(first+2) - *(first+1);
*(d_first+3) = *(first+3) - *(first+2);
...

op 不能使涉及范围的任何迭代器（包含尾迭代器）失效，或修改该范围的任何元素。 }}

参数

first, last - 元素范围
d_first - 目标范围的起始
policy - 所用的执行策略。细节见执行策略。
op - 被使用的二元函数对象。

该函数的签名应当等价于：

 Ret fun(const Type1 &a, const Type2 &b);

签名中并不需要有 const &。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 iterator_traits<InputIt>::value_type 类型的对象能隐式转换到这两个类型。 类型 Ret 必须使得 OutputIt 类型对象能被解引用并能被赋 Ret 类型值。 ​

类型要求
-
InputIt 必须符合老式输入迭代器 (LegacyInputIterator) 的要求。InputIt 的值类型必须可移动赋值 (MoveAssignable) 且可从 *first 的类型构造
-
OutputIt 必须符合老式输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 的要求。acc（积累的值）和 val - acc 或 op(val, acc) (C++20 前)val - std::move(acc) 或 op(val, std::move(acc)) (C++20 起) 结果都必须可写入 OutputIt
-
ForwardIt1, ForwardIt2 必须符合老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。*first、*first - *first（对于 (2)）和 op(*first, *first)（对于 (4)）的结果必须可写入 ForwardIt2。

返回值

指向最后被写入元素后一位置的迭代器。

注解

如果 first == last，那么此函数无效果并且只会返回 d_first。

复杂度

恰好应用 (last - first) - 1 次二元运算。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

  • 如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
  • 如果算法无法分配内存，那么抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

版本一 
template<class InputIt, class OutputIt>
constexpr // C++20 起
OutputIt adjacent_difference(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first)
{
    if (first == last)
        return d_first;
 
    typedef typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type value_t;
    value_t acc = *first;
    *d_first = acc;
 
    while (++first != last)
    {
        value_t val = *first;
        *++d_first = val - std::move(acc); // C++20 起有 std::move
        acc = std::move(val);
    }
 
    return ++d_first;
}
版本三 
template<class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation>
constexpr // C++20 起
OutputIt adjacent_difference(InputIt first, InputIt last, 
                             OutputIt d_first, BinaryOperation op)
{
    if (first == last)
        return d_first;
 
    typedef typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type value_t;
    value_t acc = *first;
    *d_first = acc;
 
    while (++first != last)
    {
        value_t val = *first;
        *++d_first = op(val, std::move(acc)); // C++20 起有 std::move
        acc = std::move(val);
    }
 
    return ++d_first;
}

示例

运行此代码
#include <numeric>
#include <vector>
#include <array>
#include <iostream>
#include <functional>
#include <iterator>
 
auto print = [](auto comment, auto const& sequence)
{
    std::cout << comment;
    for (const auto& n : sequence)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
};
 
int main()
{
    // 默认实现——两个项之间的差
 
    std::vector v {4, 6, 9, 13, 18, 19, 19, 15, 10};
    print("一开始，v = ", v);
    std::adjacent_difference(v.begin(), v.end(), v.begin());
    print("修改后，v = ", v);
 
    // 斐波那契
 
    std::array<int, 10> a {1};
    adjacent_difference(begin(a), std::prev(end(a)), std::next(begin(a)), std::plus<> {});
    print("斐波那契，a = ", a);
}

输出： 

一开始，v = 4 6 9 13 18 19 19 15 10 
修改后，v = 4 2 3 4 5 1 0 -4 -5 
斐波那契，a = 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 出版时的行为 正确行为
LWG 242 C++98 op 不能有任何副作用 它不能修改涉及到的范围

参阅

 计算范围内元素的部分和
(函数模板)
对一个范围内的元素求和
(函数模板)
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