如何优雅地就地修改容器中的所有元素？

Question

#include <vector>

using namespace std;

class A
{
public:
    A() = default;

    void Add()
    {
        a++;
    }

private:
    int a;
};

int main()
{
    vector<A> x(10);
    for (auto pos = x.begin(); pos != x.end(); ++pos) pos->Add();
}

for_each似乎是非修改性的。http://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/for_each

f - 函数对象，应用于范围[first，last)中每个迭代器解引用的结果

函数的签名应等同于以下内容：

void fun(const Type &a);

签名不需要具有const&。类型Type必须是这样的，即InputIt类型的对象可以被取消引用，然后隐式转换为Type。

所以，我的问题是：

是否有标准函数/方法可以执行与for（auto pos = x.begin(); pos！= x.end(); ++pos）pos-＆gt; Add（）; 相同的操作？

- xmllmx

---

实际上，“for_each”正在修改。 - cqdjyy01234

请阅读您链接的页面直到最后。那里有一个例子。 - n. m.

引用该页面的内容：如果InputIt是一个可变迭代器，f可以通过解引用的迭代器修改范围内的元素。 - Danh

Answer 1

不确定您为什么这样写

for_each是非修改性函数

这个没问题：

for_each(begin(x), end(x), [](int &i){++i;});  

对于一个整数向量，例如：

- Ami Tavory

Answer 2

您可以使用

for(auto& p : x) p.Add();

这段代码简洁优雅，同时也相当高效，因为它允许编译器直接查看操作，而不需要插入额外的逻辑。输入更少，编译更快，打字错误时不会出现冗长的无意义屏幕提示。

例如，对于g++生成的代码：

for (auto& y : x) {
    y++;
}

其中声明了一个 x，是一个 std::vector<int> 类型的变量，内部循环的代码如下：

.L8:
    movdqa  (%rdi,%rax), %xmm0
    addq    $1, %rdx
    paddd   %xmm1, %xmm0
    movaps  %xmm0, (%rdi,%rax)
    addq    $16, %rax
    cmpq    %rdx, %r8
    ja  .L8

每次迭代使用MMX指令递增4个整数。

- 6502

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对我来说，这是最好的方式。然而，原帖作者需要标准函数。 - Humam Helfawi

在我看过的许多基准测试中，for_each 比 for(auto& p : x) 稍微快一些。 - Alex Lop.

@AlexLop：不知道你在说哪些测试。直接在引用上使用for可以让编译器直接看到所有内容。如果运气好，for_each也可以通过剥离所有机制并内联lambda函数来实现相同的效果...但没有理由认为它会更好。请参见编辑部分以查看生成代码的示例。 - 6502

Answer 3

std::for_each 是你正在寻找的东西：

该函数可以对一个范围内的元素执行指定操作。

std::for_each(std::begin(x),std::end(x),[](A& item){item.add();});

然而，6502的答案是更好的方法。

编辑：

关于你引用的那句话，在同一页中请注意：

f可以通过解引用的迭代器修改范围内的元素

- Humam Helfawi

Answer 4

晚来的回答，但是没有人提到 std::transform:

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    A() = default;

    A& Add()
    {
        a++;
        return *this; // this will make it compatible with std::transform
    }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, A const& a)
    {
        return os << a.a;     
    }
private:
    int a;
};

int main()
{
    vector<A> x(10);
    std::transform(x.begin(), x.end(), x.begin(), [](auto& elem) { 
        return elem.Add(); 
    });
    std::copy(x.begin(), x.end(), std::ostream_iterator<A>(std::cout, ","));
}

实时例子。

请注意，我必须修改您的Add()的返回类型为A&。这使其与std::transform兼容，并模仿了operator++的返回类型。

当然，使用单个语句的原始循环或for_each也可以。但是，transform是一个词汇表算法，立即向您的代码读者表示您正在修改容器。对于原始循环和for_each，这需要更仔细的审查（在这里可能是微不足道的，但在更大的代码中，这些事情会累积起来）。例如，请注意以下差异：

    std::transform(x.begin(), x.end(), x.begin(), [](auto& elem) { 
        // many lines but x will always be written to
    });

    std::for_each(x.begin(), x.end(), [](auto& elem) { 
        // many lines, will always need to inspect the code here 
        // to know if `elem` is actually being written to
        // the `auto&` is only a hint that this might happen
    });

- TemplateRex

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这样做是否会导致不必要的复制？ - Mateen Ulhaq

@MateenUlhaq 不行，因为 elem 是按引用传递的。 - TemplateRex

@TemplateRex：是的，因为std::transform将会接受lambda返回的A&并将其重新赋值给从x.begin()开始的范围。基本上，对于x中的每个elt，这相当于执行了elt = elt.Add();，而我们实际上只需要elt.Add();。你为这些不必要的operator=调用付出了代价。 - undefined