Чому в стандартній бібліотеці C ++ немає transform_if?

Question 1

Випадок використання виник, коли хотіли зробити умовну копію (1. виконуване за допомогою copy_if), але з контейнера значень у контейнер покажчиків на ці значення (2. виконуваний за допомогою transform).

За допомогою доступних інструментів я не можу зробити це менш ніж за два кроки:

#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

struct ha { 
    int i;
    explicit ha(int a) : i(a) {}
};

int main() 
{
    vector<ha> v{ ha{1}, ha{7}, ha{1} }; // initial vector
    // GOAL : make a vector of pointers to elements with i < 2
    vector<ha*> ph; // target vector
    vector<ha*> pv; // temporary vector
    // 1. 
    transform(v.begin(), v.end(), back_inserter(pv), 
        [](ha &arg) { return &arg; }); 
    // 2. 
    copy_if(pv.begin(), pv.end(), back_inserter(ph),
        [](ha *parg) { return parg->i < 2;  }); // 2. 

    return 0;
}

Звичайно , ми могли б назвати remove_ifна pvі усунути необхідність тимчасового, ще краще , хоча, це не складно реалізувати (для одинарних операцій) що - щось на зразок цього:

template <
    class InputIterator, class OutputIterator, 
    class UnaryOperator, class Pred
>
OutputIterator transform_if(InputIterator first1, InputIterator last1,
                            OutputIterator result, UnaryOperator op, Pred pred)
{
    while (first1 != last1) 
    {
        if (pred(*first1)) {
            *result = op(*first1);
            ++result;
        }
        ++first1;
    }
    return result;
}

// example call 
transform_if(v.begin(), v.end(), back_inserter(ph), 
[](ha &arg) { return &arg;      }, // 1. 
[](ha &arg) { return arg.i < 2; });// 2.

Чи є більш елегантне рішення із наявними стандартними інструментами бібліотеки C ++?
Чи є причина, чому transform_ifне існує в бібліотеці? Чи є поєднання існуючих інструментів достатнім обхідним шляхом та / або вважається ефективністю розумного поведінки?

Question 2

Стандартна бібліотека надає перевагу елементарним алгоритмам.

Контейнери та алгоритми повинні бути незалежними один від одного, якщо це можливо.

Аналогічно, алгоритми, які можуть складатися з існуючих алгоритмів, рідко включаються як скорочення.

Якщо вам потрібне перетворення if, ви можете просто написати його. Якщо ви хочете це / сьогодні /, складаючи готові файли і не вимагаючи накладних витрат, ви можете використовувати бібліотеку діапазонів, яка має ледачі діапазони , наприклад Boost.Range , наприклад:

v | filtered(arg1 % 2) | transformed(arg1 * arg1 / 7.0)

Як зазначає @hvd у коментарі, transform_ifподвійний результат - інший тип ( doubleу даному випадку). Порядок композиції має значення, і з Boost Range ви також можете написати:

 v | transformed(arg1 * arg1 / 7.0) | filtered(arg1 < 2.0)

що призводить до різної семантики. Це рухає додому суть:

це робить дуже мало сенсу включати std::filter_and_transform, std::transform_and_filter, і std::filter_transform_and_filterт.д. і т.п. в стандартній бібліотеці .

Дивіться зразок Live On Coliru

#include <boost/range/algorithm.hpp>
#include <boost/range/adaptors.hpp>

using namespace boost::adaptors;

// only for succinct predicates without lambdas
#include <boost/phoenix.hpp>
using namespace boost::phoenix::arg_names;

// for demo
#include <iostream>

int main()
{
    std::vector<int> const v { 1,2,3,4,5 };

    boost::copy(
            v | filtered(arg1 % 2) | transformed(arg1 * arg1 / 7.0),
            std::ostream_iterator<double>(std::cout, "\n"));
}

Question 3

Нове позначення циклу for багато в чому зменшує потребу в алгоритмах, які отримують доступ до кожного елемента колекції, де тепер стало простіше просто написати цикл і поставити логіку на місце.

std::vector< decltype( op( begin(coll) ) > output;
for( auto const& elem : coll )
{
   if( pred( elem ) )
   {
        output.push_back( op( elem ) );
   }
}

Чи справді це дає велику цінність вкласти в алгоритм? Хоча так, алгоритм був би корисним для C ++ 03, і справді я мав його для нього, нам зараз він не потрібен, тому немає реальної переваги в його додаванні.

Зауважте, що при практичному використанні ваш код теж не завжди буде виглядати точно так: вам не обов'язково мати функції "op" і "pred", і, можливо, доведеться створювати лямбди, щоб вони "вписувались" в алгоритми. Хоча приємно відокремлювати проблеми, якщо логіка складна, якщо мова йде лише про вилучення члена з типу вводу та перевірку його значення або додавання до колекції, це набагато простіше ще раз, ніж використання алгоритму.

Крім того, коли ви додаєте якийсь тип transform_if, вам потрібно вирішити, застосовувати предикат до або після перетворення, або навіть мати 2 предикати і застосовувати його в обох місцях.

То що ми будемо робити? Додати 3 алгоритми? (І в тому випадку, якщо компілятор міг застосувати предикат до будь-якого кінця перетворення, користувач міг легко помилково вибрати неправильний алгоритм, а код все одно скомпілювати, але давати неправильні результати).

Крім того, якщо колекції великі, чи хоче користувач взаємодіяти з ітераторами або зіставляти / зменшувати? З введенням карти / зменшення ви отримуєте ще більше складностей у рівнянні.

По суті, бібліотека надає інструменти, і користувачеві залишається тут використовувати їх відповідно до того, що вони хочуть робити, а не навпаки, як це часто траплялося з алгоритмами. (Подивіться, як користувач вище намагався скрутити речі за допомогою накопичення, щоб відповідати тому, що він насправді хотів зробити).

Для простого прикладу - карта. Для кожного елемента я виведу значення, якщо ключ парний.

std::vector< std::string > valuesOfEvenKeys
    ( std::map< int, std::string > const& keyValues )
{
    std::vector< std::string > res;
    for( auto const& elem: keyValues )
    {
        if( elem.first % 2 == 0 )
        {
            res.push_back( elem.second );
        }
    }
    return res;
}

Приємно і просто. Незвичайно вписувати це в алгоритм transform_if?

Question 4

Вибачте, що воскресив це питання через стільки часу. Нещодавно у мене була подібна вимога. Я вирішив це, написавши версію back_insert_iterator, яка приймає boost :: optional:

template<class Container>
struct optional_back_insert_iterator
: public std::iterator< std::output_iterator_tag,
void, void, void, void >
{
    explicit optional_back_insert_iterator( Container& c )
    : container(std::addressof(c))
    {}

    using value_type = typename Container::value_type;

    optional_back_insert_iterator<Container>&
    operator=( const boost::optional<value_type> opt )
    {
        if (opt) {
            container->push_back(std::move(opt.value()));
        }
        return *this;
    }

    optional_back_insert_iterator<Container>&
    operator*() {
        return *this;
    }

    optional_back_insert_iterator<Container>&
    operator++() {
        return *this;
    }

    optional_back_insert_iterator<Container>&
    operator++(int) {
        return *this;
    }

protected:
    Container* container;
};

template<class Container>
optional_back_insert_iterator<Container> optional_back_inserter(Container& container)
{
    return optional_back_insert_iterator<Container>(container);
}

використовується так:

transform(begin(s), end(s),
          optional_back_inserter(d),
          [](const auto& s) -> boost::optional<size_t> {
              if (s.length() > 1)
                  return { s.length() * 2 };
              else
                  return { boost::none };
          });

Question 5

Стандарт розроблений таким чином, щоб мінімізувати дублювання.

У цьому конкретному випадку ви можете досягти цілей алгоритму більш читабельним та стислим способом за допомогою простого циклу діапазону.

// another way

vector<ha*> newVec;
for(auto& item : v) {
    if (item.i < 2) {
        newVec.push_back(&item);
    }
}

Я змінив приклад таким чином, що він компілюється, додав трохи діагностики та представив як алгоритм OP, так і мій паралельний.

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

using namespace std;

struct ha { 
    explicit ha(int a) : i(a) {}
    int i;   // added this to solve compile error
};

// added diagnostic helpers
ostream& operator<<(ostream& os, const ha& t) {
    os << "{ " << t.i << " }";
    return os;
}

ostream& operator<<(ostream& os, const ha* t) {
    os << "&" << *t;
    return os;
}

int main() 
{
    vector<ha> v{ ha{1}, ha{7}, ha{1} }; // initial vector
    // GOAL : make a vector of pointers to elements with i < 2
    vector<ha*> ph; // target vector
    vector<ha*> pv; // temporary vector
    // 1. 
    transform(v.begin(), v.end(), back_inserter(pv), 
        [](ha &arg) { return &arg; }); 
    // 2. 
    copy_if(pv.begin(), pv.end(), back_inserter(ph),
        [](ha *parg) { return parg->i < 2;  }); // 2. 

    // output diagnostics
    copy(begin(v), end(v), ostream_iterator<ha>(cout));
    cout << endl;
    copy(begin(ph), end(ph), ostream_iterator<ha*>(cout));
    cout << endl;


    // another way

    vector<ha*> newVec;
    for(auto& item : v) {
        if (item.i < 2) {
            newVec.push_back(&item);
        }
    }

    // diagnostics
    copy(begin(newVec), end(newVec), ostream_iterator<ha*>(cout));
    cout << endl;
    return 0;
}

Question 6

Просто знайшовши це питання знову через деякий час, і розробивши цілу низку потенційно корисних універсальних адаптерів-ітераторів, я зрозумів, що оригінальне питання НІЧОГО не вимагало більше std::reference_wrapper.

Використовуйте його замість вказівника, і все добре:

Live On Coliru

#include <algorithm>
#include <functional> // std::reference_wrapper
#include <iostream>
#include <vector>

struct ha {
    int i;
};

int main() {
    std::vector<ha> v { {1}, {7}, {1}, };

    std::vector<std::reference_wrapper<ha const> > ph; // target vector
    copy_if(v.begin(), v.end(), back_inserter(ph), [](const ha &parg) { return parg.i < 2; });

    for (ha const& el : ph)
        std::cout << el.i << " ";
}

Відбитки

1 1

Question 7

Ви можете використовувати copy_ifразом. Чому ні? Визначте OutputIt(див. Копію ):

struct my_inserter: back_insert_iterator<vector<ha *>>
{
  my_inserter(vector<ha *> &dst)
    : back_insert_iterator<vector<ha *>>(back_inserter<vector<ha *>>(dst))
  {
  }
  my_inserter &operator *()
  {
    return *this;
  }
  my_inserter &operator =(ha &arg)
  {
    *static_cast< back_insert_iterator<vector<ha *>> &>(*this) = &arg;
    return *this;
  }
};

і перепишіть свій код:

int main() 
{
    vector<ha> v{ ha{1}, ha{7}, ha{1} }; // initial vector
    // GOAL : make a vector of pointers to elements with i < 2
    vector<ha*> ph; // target vector

    my_inserter yes(ph);
    copy_if(v.begin(), v.end(), yes,
        [](const ha &parg) { return parg.i < 2;  });

    return 0;
}

Question 8

template <class InputIt, class OutputIt, class BinaryOp>
OutputIt
transform_if(InputIt it, InputIt end, OutputIt oit, BinaryOp op)
{
    for(; it != end; ++it, (void) ++oit)
        op(oit, *it);
    return oit;
}

Використання: (Зверніть увагу, що CONDITION та TRANSFORM - це не макроси, вони є заповнювачами для будь-яких умов та перетворень, які ви хочете застосувати)

std::vector a{1, 2, 3, 4};
std::vector b;

return transform_if(a.begin(), a.end(), b.begin(),
    [](auto oit, auto item)             // Note the use of 'auto' to make life easier
    {
        if(CONDITION(item))             // Here's the 'if' part
            *oit++ = TRANSFORM(item);   // Here's the 'transform' part
    }
);

Question 9

Це лише відповідь на запитання 1 "Чи є більш елегантне рішення із наявними стандартними інструментами бібліотеки C ++?".

Якщо ви можете використовувати c ++ 17, тоді ви можете скористатися std::optionalдля більш простого рішення, використовуючи лише стандартну функціональність бібліотеки C ++. Ідея полягає в тому, щоб повернути std::nulloptу разі відсутності відображення:

Дивіться у прямому ефірі на Coliru

#include <iostream>
#include <optional>
#include <vector>

template <
    class InputIterator, class OutputIterator, 
    class UnaryOperator
>
OutputIterator filter_transform(InputIterator first1, InputIterator last1,
                            OutputIterator result, UnaryOperator op)
{
    while (first1 != last1) 
    {
        if (auto mapped = op(*first1)) {
            *result = std::move(mapped.value());
            ++result;
        }
        ++first1;
    }
    return result;
}

struct ha { 
    int i;
    explicit ha(int a) : i(a) {}
};

int main()
{
    std::vector<ha> v{ ha{1}, ha{7}, ha{1} }; // initial vector

    // GOAL : make a vector of pointers to elements with i < 2
    std::vector<ha*> ph; // target vector
    filter_transform(v.begin(), v.end(), back_inserter(ph), 
        [](ha &arg) { return arg.i < 2 ? std::make_optional(&arg) : std::nullopt; });

    for (auto p : ph)
        std::cout << p->i << std::endl;

    return 0;
}

Зауважте, що я щойно реалізував підхід Руста в C ++ тут.

Question 10

Ви можете використовувати, std::accumulateякий працює на вказівник на контейнер призначення:

Live On Coliru

#include <numeric>
#include <iostream>
#include <vector>

struct ha
{
    int i;
};

// filter and transform is here
std::vector<int> * fx(std::vector<int> *a, struct ha const & v)
{
    if (v.i < 2)
    {
        a->push_back(v.i);
    }

    return a;
}

int main()
{
    std::vector<ha> v { {1}, {7}, {1}, };

    std::vector<int> ph; // target vector

    std::accumulate(v.begin(), v.end(), &ph, fx);
    
    for (int el : ph)
    {
        std::cout << el << " ";
    }
}

Відбитки

1 1