如何将 N 个整数读入向量？

Question

如果我想将标准输入的所有整数读入一个向量中，我可以使用以下便捷方式：

vector<int> v{istream_iterator<int>(cin), istream_iterator()};

假设我只想读取n个整数，那么手动输入循环就是唯一的选择吗？

vector<int> v(n);
for(vector<int>::size_type i = 0; i < n; i++)
    cin >> v[i];

还有其他右手操作的方法吗？

- user4385532

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可能是std :: copy n个元素或到结尾的重复问题。 - bartop

Answer 1

通常情况下，您不应该使用std::copy_n进行此操作，因为它假定在将迭代器递增n次时，提供的迭代器仍然有效：

从以first开头的范围中复制count个值到以result开头的范围中。形式上，对于每个非负整数i < n，执行*(result + i) = *(first + i)。

^{(cppreference.com上std::copy_n的文章)}

如果您能够保证这一点，那么可以使用，但通常情况下，对于std::cin来说这是不可能的。您很容易使其引用无效的迭代器：

默认构造的std::istream_iterator称为流结束迭代器。当有效的std::istream_iterator到达底层流的末尾时，它变成等于流结束迭代器。进一步解除引用或递增它会调用未定义的行为。

^{(cppreference.com上std::istream_iterator的文章)}

您的循环方式几乎可以了，不过我可能会使用更强的终止条件以避免对“无效”流进行多余读取：

vector<int> v(n);
for(vector<int>::size_type i = 0; i < n; i++)
    if (!cin >> v[i])
       break;

实际上，我很想将此封装为类似于std::copy_n的东西，但接受完整的“范围”，其边界可以在从0到N计数的同时进行验证。

一个实现可能如下所示:

template<class InputIt, class Size, class OutputIt>
OutputIt copy_atmost_n(InputIt first, InputIt last, Size count, OutputIt result)
{
   for (Size i = 0; i < count && first != last; ++i)
      *result++ = *first++;
   return result;
}

你可以像这样使用它：

copy_atmost_n(
   std::istream_iterator<int>(std::cin),
   std::istream_iterator<int>(),
   N,
   std::back_inserter(v)
);

现在您获得了M个元素，其中M是提供的输入数量与N中较小的那个。

(演示链接)

- Lightness Races in Orbit

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确认我是否正确理解这个答案，使用 copy_n 的问题在于，如果在读取 n 个元素之前流遇到问题，则行为是未定义的？所以基本上，"如果你信任你的数据源，请去尝试，但如果你不信任，请不要使用 copy_n"？ - templatetypedef

基本上是这样 - 如果你“去做它”，你可以在每一步上节省一个迭代器比较。但是对于一般用途，说实话我将使用从这里开始的copy_atmost_n。 - Lightness Races in Orbit

请注意，我特别考虑了EOF - 说实话，如果有数据但读取/解析失败会发生什么我也不确定。 - Lightness Races in Orbit

Answer 2

如评论所述，copy_n在此任务中不安全，但您可以使用带有可变lambda的copy_if：

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

int main(){
    const int N = 10;
    std::vector<int> v;
    //optionally v.reserve(N);
    std::copy_if(
        std::istream_iterator<int>(std::cin),
        std::istream_iterator<int>(), 
        std::back_inserter(v), 
        [count=N] (int)  mutable {
            return count && count--;
    });

    return 0;
}

正如这个答案所指出的：std::copy复制n个元素或到结尾

- bartop

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如果没有提供足够的输入，会导致未定义行为吗？ - paler123

你无法修复它。std::copy_n 不适合这个任务。 - Lightness Races in Orbit

不行。对std::istream_iterator的“结束迭代器”进行解引用会导致未定义行为，而非抛出语义。（请参见我的答案） - Lightness Races in Orbit

@bartop 我建议删除 copy_n 部分，只需保留_如评论中所述，copy_n 是不安全的，但您可以使用带有可变 lambda 的 copy_if：_ 然后跟随您的好解决方案。 - Ted Lyngmo

使用 copy_if 版本更好（已删除反对票）。从技术上讲，不能保证谓词将按顺序调用，但我们保证它将被调用 <last-first> 次，没有充分的理由以无序方式调用它。所以这应该可以工作。不过，像我的 copy_atmost_n 这样的包装器更简洁、更具表现力，更容易正确实现。 - Lightness Races in Orbit

@LightnessRacesinOrbit 谢谢，我想我有更好的想法。 - bartop