std::ranges::fold_left_first

 

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有約束演算法與針對範圍的演算法 (C++20)
有約束的演算法，例如 ranges::copy、 ranges::sort 等……
執行策略 (C++17)
is_execution_policy (C++17)   execution::seqexecution::parexecution::par_unseqexecution::unseq (C++17)    (C++17)(C++17)(C++20)	execution::sequenced_policyexecution::parallel_policyexecution::parallel_unsequenced_policyexecution::parallel_unsequenced (C++17)(C++17)(C++17)(C++20)
非修改序列操作 批次操作 for_each for_each_n (C++17) 搜尋操作 all_ofany_ofnone_of (C++11)                (C++11)(C++11) countcount_if mismatch equal findfind_iffind_if_not (C++11) find_end find_first_of adjacent_find search search_n 修改序列操作 複製操作 copycopy_if (C++11) copy_backward copy_n (C++11) move (C++11) move_backward (C++11) 交換操作 swap iter_swap swap_ranges 變換操作 replacereplace_if transform replace_copyreplace_copy_if 生成操作 fill fill_n generate generate_n 移除操作 removeremove_if unique remove_copyremove_copy_if unique_copy 順序變換操作 reverse reverse_copy rotate rotate_copy random_shuffleshuffle (C++17 前)(C++11) shift_leftshift_right (C++20)(C++20) 取樣操作 sample (C++17)	排序及相關操作 劃分操作 partition partition_copy (C++11)   stable_partition is_partitioned (C++11) partition_point (C++11) 排序操作 sort stable_sort partial_sort partial_sort_copy is_sorted (C++11) is_sorted_until (C++11) nth_element 二分搜尋操作 （於已劃分範圍上） lower_bound upper_bound equal_range binary_search 集合操作（於已排序範圍上） includes set_union set_intersection set_difference set_symmetric_difference 歸併操作（於已排序範圍上） merge inplace_merge 堆操作 push_heap pop_heap make_heap sort_heap is_heap (C++11) is_heap_until (C++11) 最小/最大值操作 max min minmax (C++11) clamp (C++17) max_element min_element minmax_element (C++11) 字典序比較操作 lexicographical_compare lexicographical_compare_three_way (C++20) 排列操作 next_permutation prev_permutation is_permutation (C++11) C 庫 qsort bsearch
數值操作
iota (C++11) inner_product adjacent_difference    accumulate reduce (C++17) transform_reduce (C++17)	partial_sum inclusive_scan (C++17)    exclusive_scan (C++17) transform_inclusive_scan (C++17) transform_exclusive_scan (C++17)
未初始化記憶體上的操作
uninitialized_copy uninitialized_move (C++17)    uninitialized_fill uninitialized_copy_n (C++11) uninitialized_move_n (C++17) uninitialized_fill_n	destroy (C++17) destroy_n (C++17) destroy_at (C++17) construct_at (C++20)       uninitialized_default_construct (C++17) uninitialized_value_construct (C++17) uninitialized_default_construct_n (C++17) uninitialized_value_construct_n (C++17)

 

受約束演算法

此選單中的所有名稱均屬於名稱空間 std::ranges

非修改序列操作

all_ofany_ofnone_of for_each for_each_n    countcount_if adjacent_find mismatch equal lexicographical_compare    containscontains_subrange (C++23)(C++23) findfind_iffind_if_not find_lastfind_last_iffind_last_if_not (C++23)(C++23)(C++23)   find_end find_first_of search search_n starts_with (C++23) ends_with (C++23)

修改序列操作

copycopy_if copy_n copy_backward    move move_backward shift_leftshift_right (C++23)(C++23)   fill fill_n generate generate_n    transform swap_ranges    shuffle sample removeremove_if replacereplace_if reverse rotate remove_copyremove_copy_if    unique replace_copyreplace_copy_if reverse_copy rotate_copy unique_copy

劃分操作

is_partitioned    partition_point    partition    partition_copy    stable_partition

排序操作

is_sorted is_sorted_until     sort stable_sort         partial_sort       nth_element partial_sort_copy

二分查詢操作（在已排序的範圍內）

lower_bound         upper_bound         binary_search      equal_range

集合操作（於已排序範圍上）

merge inplace_merge       set_difference set_intersection    set_union          includes set_symmetric_difference

堆操作

is_heap is_heap_until       make_heap           sort_heap push_heap pop_heap

最小/最大值操作

max max_element         min min_element         minmax minmax_element     clamp

排列操作

is_permutation      next_permutation    prev_permutation

摺疊操作

fold_left (C++23) fold_left_first (C++23)   fold_right (C++23) fold_right_last (C++23)   fold_left_with_iter (C++23) fold_left_first_with_iter (C++23)

數值操作 iota (C++23)             隨機數生成 generate_random (C++26)

對未初始化儲存的操作

construct_at    destroy destroy_n destroy_at uninitialized_copy    uninitialized_move uninitialized_fill uninitialized_copy_n    uninitialized_move_n uninitialized_fill_n uninitialized_default_construct uninitialized_default_construct_n uninitialized_value_construct uninitialized_value_construct_n

返回型別

in_fun_result in_in_result in_found_result    in_out_result in_in_out_result    in_out_out_result    min_max_result out_value_result (C++23) in_value_result (C++23)

 

定義於標頭檔案 <algorithm>
呼叫簽名 (Call signature)
template< std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S,           /*indirectly-binary-left-foldable*/<std::iter_value_t<I>, I> F > requires std::constructible_from<std::iter_value_t<I>, std::iter_reference_t<I>> constexpr auto     fold_left_first( I first, S last, F f );	(1)	(C++23 起)
template< ranges::input_range R,           /*indirectly-binary-left-foldable*/<                 ranges::range_value_t<R>, ranges::iterator_t<R>> F > requires std::constructible_from<              ranges::range_value_t<R>, ranges::range_reference_t<R>> constexpr auto     fold_left_first( R&& r, F f );	(2)	(C++23 起)
輔助概念
template< class F, class T, class I > concept /*indirectly-binary-left-foldable*/ = /* 參見描述 */;	(3)	(僅作說明*)

對給定範圍的元素進行左摺疊，即返回鏈式表示式求值的結果
f(f(f(f(x1, x2), x3), ...), xn)，其中 x1, x2, ..., xn 是範圍內的元素。

非正式地，ranges::fold_left_first 的行為類似於 std::accumulate 接受二元謂詞的過載，不同之處在於 *first 在內部用作初始元素。

如果 [first, last) 不是有效範圍，則行為未定義。

1) 範圍是 [first, last)。等效於 return ranges::fold_left_first_with_iter(std::move(first), last, f).value。

2) 同 (1)，除了使用 r 作為範圍，如同使用 ranges::begin(r) 作為 first 和 ranges::end(r) 作為 last。

3) 等效於

輔助概念
template< class F, class T, class I, class U > concept /*indirectly-binary-left-foldable-impl*/ =     std::movable<T> &&     std::movable<U> &&     std::convertible_to<T, U> &&     std::invocable<F&, U, std::iter_reference_t<I>> &&     std::assignable_from<U&,         std::invoke_result_t<F&, U, std::iter_reference_t<I>>>;	(3A)	(僅作說明*)
template< class F, class T, class I > concept /*indirectly-binary-left-foldable*/ =     std::copy_constructible<F> &&     std::indirectly_readable<I> &&     std::invocable<F&, T, std::iter_reference_t<I>> &&     std::convertible_to<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>,         std::decay_t<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>>> &&     /*indirectly-binary-left-foldable-impl*/<F, T, I,         std::decay_t<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>>>;	(3B)	(僅作說明*)

本頁描述的類函式實體是 演算法函式物件（非正式地稱為 niebloids），即

• 呼叫它們中的任何一個時，不能指定顯式模板引數列表。
• 它們中的任何一個都對 引數依賴查詢 不可見。
• 當其中任何一個透過 normal unqualified lookup 作為函式呼叫運算子左側的名稱被找到時，argument-dependent lookup 會被抑制。

引數

first, last	-	定義要摺疊的元素範圍的迭代器-哨兵對
r	-	要摺疊的元素範圍
f	-	二元函式物件

返回值

一個型別為 std::optional<U> 的物件，其中包含給定範圍在 f 上的左摺疊結果，其中 U 等效於 decltype(ranges::fold_left(std::move(first), last, std::iter_value_t<I>(*first), f))。

如果範圍為空，則返回 std::optional<U>()。

可能的實現

struct fold_left_first_fn { template<std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S, /*indirectly-binary-left-foldable*/<std::iter_value_t<I>, I> F> requires std::constructible_from<std::iter_value_t<I>, std::iter_reference_t<I>> constexpr auto operator()(I first, S last, F f) const { using U = decltype( ranges::fold_left(std::move(first), last, std::iter_value_t<I>(*first), f) ); if (first == last) return std::optional<U>(); std::optional<U> init(std::in_place, *first); for (++first; first != last; ++first) *init = std::invoke(f, std::move(*init), *first); return std::move(init); }   template<ranges::input_range R, /*indirectly-binary-left-foldable*/< ranges::range_value_t<R>, ranges::iterator_t<R>> F> requires std::constructible_from<ranges::range_value_t<R>, ranges::range_reference_t<R>> constexpr auto operator()(R&& r, F f) const { return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::ref(f)); } };   inline constexpr fold_left_first_fn fold_left_first;

複雜度

函式物件 f 的應用次數正好是 ranges::distance(first, last) - 1（假設範圍不為空）。

註記

下表比較了所有受限摺疊演算法

摺疊函式模板	開始方向	初始值	返回型別
ranges::fold_left	left	init	U
ranges::fold_left_first	left	第一個元素	std::optional<U>
ranges::fold_right	right	init	U
ranges::fold_right_last	right	最後一個元素	std::optional<U>
ranges::fold_left_with_iter	left	init	(1) ranges::in_value_result<I, U> (2) ranges::in_value_result<BR, U>, 其中 BR 是 ranges::borrowed_iterator_t<R>
ranges::fold_left_first_with_iter	left	第一個元素	(1) ranges::in_value_result<I, std::optional<U>> (2) ranges::in_value_result<BR, std::optional<U>> 其中 BR 是 ranges::borrowed_iterator_t<R>

特性測試宏	值	標準	特性
__cpp_lib_ranges_fold	202207L	(C++23)	std::ranges 摺疊演算法

示例

執行此程式碼

#include <algorithm>
#include <array>
#include <functional>
#include <ranges>
#include <utility>
 
int main()
{
    constexpr std::array v{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    static_assert
    (
        *std::ranges::fold_left_first(v.begin(), v.end(), std::plus{}) == 36
        && *std::ranges::fold_left_first(v, std::multiplies{}) == 40320
    );
 
    constexpr std::array w
    {
        1, 2, 3, 4, 13,
        1, 2, 3, 4, 13,
        1, 2, 3, 4, 13,
        1, 2, 3, 4,
    };
    static_assert
    (
        "Find the only value that (by precondition) occurs odd number of times:"
        && *std::ranges::fold_left_first(w, [](int p, int q){ return p ^ q; }) == 13
    );
 
    constexpr auto pairs = std::to_array<std::pair<char, float>>
    ({
        {'A', 3.0f},
        {'B', 3.5f},
        {'C', 4.0f}
    });
    static_assert
    (
        "Get the product of all pair::second in pairs:"
        && *std::ranges::fold_left_first
        (
            pairs | std::ranges::views::values, std::multiplies{}
        ) == 42
    );
}

參考

• C++23 標準 (ISO/IEC 14882:2024)

• 27.6.18 摺疊 [alg.fold]

參閱

ranges::fold_left (C++23)	對一個範圍的元素進行左摺疊 (演算法函式物件)
ranges::fold_right (C++23)	對一個範圍的元素進行右摺疊 (演算法函式物件)
ranges::fold_right_last (C++23)	使用最後一個元素作為初始值對一個範圍的元素進行右摺疊 (演算法函式物件)
ranges::fold_left_with_iter (C++23)	對一個範圍的元素進行左摺疊，並返回一個 pair (迭代器, 值) (演算法函式物件)
ranges::fold_left_first_with_iter (C++23)	左摺疊元素範圍，使用第一個元素作為初始值，並返回一個 pair (迭代器, optional) (演算法函式物件)
accumulate	對一個範圍的元素進行求和或摺疊 (函式模板)
reduce (C++17)	類似於 std::accumulate，但順序是亂序的 (函式模板)