cpp/algorithm/adjacent difference：修订间差异

2019年6月13日 (四) 10:58的版本

在标头 `<numeric>` 定义
template< class InputIt, class OutputIt > OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first );	(1)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2 > ForwardIt2 adjacent_difference( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first );	(2)	(C++17 起)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation > OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, BinaryOperation op );	(3)
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，创建类型为 InputIt 的 value_type 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 ，创建类型为 InputIt 的 value_type 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 *(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 执行之。此重载只有在 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true 时才会参与重载决议。

若输入与输出范围以任何方式重叠则行为未定义。

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` 必须无副效应。	(C++11 前)
`op` 必须不非法化涉及范围的任何迭代器，含尾迭代器，或修改该范围的任何元素。	(C++11 起)

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
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` 必须满足老式输入迭代器 (LegacyInputIterator) 。InputIt 的 value_type 必须可移动赋值且可从 `*first` 的类型构造
- `OutputIt` 必须满足老式输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 。`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` 必须满足老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 。`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。

注意

若 first == last ，则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>
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;
}

版本二

template<class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation>
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 <iostream>
#include <functional>

int main()
{
    // 默认实现——二个项之间的差

    std::vector<int> v{2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20};
    std::adjacent_difference(v.begin(), v.end(), v.begin());
 
    for (auto n : v) {
        std::cout << n << ' ';
    }
    std::cout << '\n';

    // 斐波那契
    // 注意，列表中下一项是当前迭代的结果

    v = std::vector<int>(10);
    v[0] = 1;

    std::adjacent_difference(v.begin(), v.end() - 1, v.begin() + 1, std::plus<int>());

    for (auto n : v) {
        std::cout << n << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

输出：

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

参阅

partial_sum	计算范围中元素的部分和 (函数模板) [编辑]
accumulate	求和或折叠范围中元素 (函数模板) [编辑]

@@ 第3行： / 第3行： @@
 {{dcl begin}}
 {{dcl header | numeric}}
-{{dcl rev multi | num=1 | until1=c++20 |dcl1=
+{{dcl | num=1 |=
 template< class InputIt, class OutputIt >
 OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,
                                OutputIt d_first );
-|dcl2=
-template< class InputIt, class OutputIt >
-constexpr OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,
-                                        OutputIt d_first );
 }}
 {{dcl | since=c++17 | until= | num=2 |1=
@@ 第17行： / 第13行： @@
                                  ForwardIt2 d_first );
 }}
-{{dcl rev multi | num=3 | until1=c++20 |dcl1=
+{{dcl | num=3 |=
 template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >
 OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,
                                OutputIt d_first, BinaryOperation op );
-|dcl2=
-template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >
-constexpr OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,
-                                        OutputIt d_first, BinaryOperation op );
 }}
 {{dcl | since=c++17 | until= | num=4 |1=

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