std::adjacent_difference

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数值运算
(C++11)
adjacent_difference
C 库
 
定义于头文件 <numeric>
(1)
template< class InputIt, class OutputIt >

OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,

                              OutputIt d_first );
 (C++20 前)
template< class InputIt, class OutputIt >

constexpr OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,

                                        OutputIt d_first );
 (C++20 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2 >

ForwardIt2 adjacent_difference( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,

                                ForwardIt2 d_first );
 (2) (C++17 起)
(3)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >

OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,

                              OutputIt d_first, BinaryOperation op );
 (C++20 前)
template< class InputIt, class OutputIt, class BinaryOperation >

constexpr OutputIt adjacent_difference( InputIt first, InputIt last,

                                        OutputIt d_first, BinaryOperation op );
 (C++20 起)
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 ，赋值 *(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。这些重载仅若 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> (C++20 前)std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> (C++20 起) 为 true 才参与重载决议。。
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。细节见执行策略。
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 必须满足遗留输入迭代器 (LegacyInputIterator) 的要求。InputIt 的值类型必须可移动赋值 (MoveAssignable) 且可从 *first 的类型构造
-
OutputIt 必须满足遗留输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 的要求。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 必须满足遗留向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。*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。

注解

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：

  • 若作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 为标准策略之一，则调用 std::terminate 。对于任何其他 ExecutionPolicy ，行为是实现定义的。
  • 若算法无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc 。

可能的实现

版本一 
template<class InputIt, class OutputIt>
constexpr // C++20 起
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>
constexpr // C++20 起
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

 计算范围内元素的部分和
(函数模板)
对一个范围内的元素求和
(函数模板)