是否有标准算法可以复制直到某个条件满足？

Question

我正在使用一个 istream_iterator<char> it，因此无法对范围进行反向迭代（或两次迭代它，而不需要大量的麻烦）。

我想复制直到满足条件。标准库中是否有类似这样的函数：

copy_until(it, istream_iterator<char>(), ostream_iterator<char>(cout), [](const unsigned char i){ return isalpha(i); })

如果我必须滚动某些内容，我可以这样做，我只是希望能找到一些我还没有想出的魔法。

编辑:

我期望从我的虚构的 copy_until 函数中得到以下行为:

while(it != istream_iterator<char>()) {
    if(!isalpha(static_cast<unsigned char>(*it))) break;
    cout << *it++;
}

- Jonathan Mee

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你是指像copy_if这样的函数吗？还是类似于find算法，它可以找到满足条件的元素之后的一个位置，以便你可以复制一段范围？ - EdChum

@EdChum 不，即使条件不成立，copy_if 仍然会继续复制。我想要的是在条件被违反时停止复制，我已经进行了编辑以澄清。 - Jonathan Mee

仅限于术语，这个问题适用于所有的输入迭代器，其中std::istream_iterator<char>就是一个例子。 - Pete Becker

@PeteBecker 是的，我最初只写了输入迭代器，但回答表明即使有一个具体的输入迭代器示例，人们仍然误解了问题 :( 如果您认为这会有帮助，我可以将其编辑回问题中。 - Jonathan Mee

@JonathanMee -- 不需要更改，只是添加一些信息。 - Pete Becker

Answer 1

为了完整起见，由于标准没有提供现成的解决方案，这是我的解决方案：

template<class _InIt, class _OutIt, class _Pr>
inline void copy_until (_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Pr _Pred) {
  while ((_First != _Last) && _Pred(*_First)) {
    *_Dest++ = *_First++;
  }
}

这是我如何使用它的：

copy_until(std::istreambuf_iterator<char>(is),
           std::istreambuf_iterator<char>(),
           std::ostreambuf_iterator<char>(os), 
           [] (char c) { return <some usefull condition here> });

例如，要从输入流中读取仅包含字母数字字符的字符串：

std::istream& operator>> (std::istream& is, std::string& n) {
  std::ostringstream str;
  copy_until(std::istreambuf_iterator<char>(is),
             std::istreambuf_iterator<char>(),
             std::ostreambuf_iterator<char>(str), 
             std::isalnum);
  n = str.str();
  return is;
}

- redleg

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还不错...我认为我仍然会选择while循环，因为它更清晰易懂，但这也是可用的。 - Jonathan Mee

Answer 2

除非出现问题，否则没有复制。由于您正在从流中复制，因此别无选择，只能使用带有break语句的循环。

- SergeyA

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无法与istream_iterator一起使用，这正是问题的重点。 - Jonathan Mee

@JonathanMee，哦，你在模拟函数中颠倒了copy参数。我以为你是从它复制到cout，就像copy参数一样。我建议你改变参数以避免混淆。在这种情况下，只需使用循环即可。 - SergeyA

我不确定我理解你的意思，合法范围是 [it，istream_iterator<char>()) 这是我的前两个参数，输出迭代器是 ostream_iterator<char>(cout) ，这是我的第三个参数，接着是我的 lambda 表达式。这遵循了 copy_if 函数或任何条件复制算法的定义。 - Jonathan Mee

@JonathanMee，好的，我又读错了。你是从某个istream复制到cout。明白了。 - SergeyA

嘿，看起来这个问题的误解很普遍。它似乎应该有一些标准来做到这一点。 - Jonathan Mee

Answer 3

http://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm 提供了一个非常有用的参考，列出了C++中所有可用的算法（不仅限于Algorithm Library中的算法，还包括Numeric、Memory和CStd Libraries）。其中以下是复制算法，它们接受输入迭代器、输出迭代器和lambda作为参数：

• copy_if "复制由 [first, last) 定义的范围内的元素... 仅复制谓词 pred 返回 true 的元素"
• transform "对一个范围应用给定的函数，并将结果存储在另一个范围中。"
• remove_copy_if "从范围 [first, last) 复制元素到以 d_first 开始的另一个范围，省略满足特定条件的元素"
• replace_copy_if "将范围 [first, last) 中的所有元素复制到以 d_first 开始的另一个范围，并使用 new_value 替换满足特定条件的所有元素"
• unique_copy "将范围 [first, last) 中的元素复制到以 d_first 开始的另一个范围中，使得没有连续相等的元素... 元素使用给定的二元谓词 p 进行比较"
• partition_copy "将范围 [first, last) 中的元素复制到两个不同的范围中，具体取决于谓词 p 返回的值。满足谓词 p 的元素被复制到以 d_first_true 开始的范围中。其余的元素被复制到以 d_first_false 开始的范围中"
• merge 需要第二个输入范围
• set_difference 需要第二个输入范围
• set_intersection 需要第二个输入范围
• set_symmetric_difference 需要第二个输入范围
• set_union 需要第二个输入范围
• adjacent_difference "计算范围 [first, last) 中每个相邻元素对的第二个和第一个之间的差异... 使用给定的二元函数 op 计算差异"
• partial_sum "计算范围 [first, last) 中子范围中元素的部分和，并将其写入以 d_first 开始的范围中... 为了对元素求和，第二个版本使用给定的二元函数 op。"
• exclusive_scan "使用 binary_op 计算范围 [first, last) 的独占前缀和操作"
• inclusive_scan "使用 binary_op 计算范围 [first, last) 的包含前缀和操作"
• transform_exclusive_scan "使用 unary_op 因为lambda仅用于修改范围[first,last)分配给d_first的1:1赋值; transform，replace_copy_if和所有Numeric Library算法都没有帮助（adjacent_difference，partial_sum，exclusive_scan，inclusive_scan，transform_exclusive_scan和transform_inclusive_scan）。
  
  如果在 lambda 条件满足后，范围 [it, istream_iterator<char>()) 的余下部分需要直接复制到第二个输出迭代器，则 partition_copy 可以解决您的问题。
  
  如果在 lambda 条件满足后，范围 [it, istream_iterator<char>()) 的余下部分需要被函数迭代，可以使用 copy_if（或 remove_copy_if 或 unique_copy）在满足条件后对每个值调用该函数。
  
  但是，在一般情况下，回答您的问题是标准算法不提供“copy_until”，因此您需要使用您的 while 循环。

- Jonathan Mee

Answer 4

copy_until 可以使用 std::find_if 和 std::copy 实现。

使用与 redleg 相同的结构，算法可以先搜索终止符，然后复制范围。

template <class _InIt, class _OutIt, class _Pr>
inline void copy_until(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Pr _Pred) {
    _InIt _posTerm = std::find_if(_First, _Last, _Pred);
    std::copy(_First, _posTerm, _Dest);
}

这个模板需要包含 <algorithm> 和 <iterator>。

以下是一个使用示例：

std::vector<int> source = {1,2,3,4,5,6,7,8};
std::vector<int> dest {};

copy_until(source.begin(),source.end(), 
           back_inserter(dest),[](int c) {return c == 5;});

输出结果为：

source: 1 2 3 4 5 6 7 8 
dest  : 1 2 3 4 

因为 std::copy 的定义是复制到最后，但不包括最后一个元素，或者说是 [first,last) 的位置，所以 find_if 的位置不会被复制。

如果需要一个包含最后一个元素的区间，即 [first,last]，我们需要进行更多的检查。如果终止符在 end() 的位置，迭代器就不应该被推进。

template <class _InIt, class _OutIt, class _Pr>
inline void copy_until(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Pr _Pred)
{
    _InIt _posTerm = std::find_if(_First, _Last, _Pred);
    if (_posTerm != _Last ) { _posTerm++; }
    std::copy(_First,_posTerm,_Dest);
}

前面的例子现在将输出：

source: 1 2 3 4 5 6 7 8 
dest  : 1 2 3 4 5

- blubase