std::transform

在标头 `<algorithm>` 定义
template< class InputIt, class OutputIt, class UnaryOp > OutputIt transform( InputIt first1, InputIt last1, OutputIt d_first, UnaryOp unary_op );	(1)	(C++20 起为 `constexpr`)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class UnaryOp > ForwardIt2 transform( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1, ForwardIt2 d_first, UnaryOp unary_op );	(2)	(C++17 起)
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt, class BinaryOp > OutputIt transform( InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2, OutputIt d_first, BinaryOp binary_op );	(3)	(C++20 起为 `constexpr`)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class ForwardIt3, class BinaryOp > ForwardIt3 transform( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1, ForwardIt2 first2, ForwardIt3 d_first, BinaryOp binary_op );	(4)	(C++17 起)

std::transform 应用给定的函数到某个/些输入范围中的元素，并将结果存储到从 d_first 开始的输出范围。

1) 应用一元函数 unary_op 到 [first1, last1) 中的元素。

如果 unary_op 使以下某个范围中的某个迭代器失效，或者修改了以下某个范围中的某个元素，那么行为未定义：

[first1, last1]。
包含 std::distance(first1, last1) + 1 个元素的从 d_first 开始的范围。

3) 应用二元函数 binary_op 到来自两个范围的元素对：一个范围是 [first1, last1)，而另一个范围包含 std::distance(first1, last1) 个元素并从 first2 开始。

如果 binary_op 使以下某个范围中的某个迭代器失效，或者修改了以下某个范围中的某个元素，那么行为未定义：

[first1, last1]。
包含 std::distance(first1, last1) + 1 个元素的从 first2 开始的范围。
包含 std::distance(first1, last1) + 1 个元素的从 d_first 开始的范围。

2,4) 同 (1,3)，但按照 policy 执行。

这些重载只有在

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)

是 true 时时才会参与重载决议。

first1, last1	-	要变换的第一元素范围
first2	-	要变换的第二元素范围的起始
d_first	-	目标范围的起始，可以等于 first1 或 first2
policy	-	所用的执行策略。细节见执行策略。
unary_op	-	将要应用的一元算符函数。函数签名应等价于如下者： Ret fun(const Type &a); 签名不必有 const & 。类型 Type 必须使得 InputIt 类型对象能在解引用后隐式转换到 Type。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。
binary_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 InputIt1 与 InputIt2 类型的对象在解引用后分别能隐式转换到 Type1 与 Type2。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, InputIt1, InputIt2` 必须满足老式输入迭代器 (LegacyInputIterator) 。
- `OutputIt` 必须满足老式输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 。
- `ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt3` 必须满足老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 。

[编辑] 返回值

指向最后一个变换的元素的输出迭代器。

[编辑] 复杂度

给定 $\scriptsize N$ $N$ 为 std::distance(first1, last1)：

1,2) 应用

N

次 unary_op。

3,4) 应用

N

次 binary_op。

[编辑] 异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
如果算法无法分配内存，那么抛出 std::bad_alloc。

[编辑] 可能的实现

transform (1)

template<class InputIt, class OutputIt, class UnaryOp>
OutputIt transform(InputIt first1, InputIt last1,
                   OutputIt d_first, UnaryOp unary_op)
{
    while (first1 != last1)
        *d_first++ = unary_op(*first1++);
 
    return d_first;
}

transform (3)

template<class InputIt1, class InputIt2, 
         class OutputIt, class BinaryOp>
OutputIt transform(InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2,
                   OutputIt d_first, BinaryOp binary_op)
{
    while (first1 != last1)
        *d_first++ = binary_op(*first1++, *first2++);
 
    return d_first;
}

[编辑] 注解

std::transform 不保证按顺序应用 unary_op 或 binary_op。为按顺序应用函数到数列，或应用修改序列元素的函数，应使用 std::for_each。

[编辑] 示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <cctype>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
 
void print_ordinals(const std::vector<std::size_t>& ordinals)
{
    std::cout << "序数：";
    for (std::size_t ord : ordinals)
        std::cout << std::setw(3) << ord << ' ';
    std::cout << '\n';
}
 
char to_uppercase(unsigned char c)
{
    return std::toupper(c);
}
 
void to_uppercase_inplace(char& c)
{
    c = to_uppercase(c);
}
 
void unary_transform_example(std::string& hello, std::string world)
{
    // 原位变换字符串为大写
 
    std::transform(hello.cbegin(), hello.cend(), hello.begin(), to_uppercase);
    std::cout << "hello = " << std::quoted(hello) << '\n';
 
    // for_each 版本（见上文注解部分）
    std::for_each(world.begin(), world.end(), to_uppercase_inplace);
    std::cout << "world = " << std::quoted(world) << '\n';
}
 
void binary_transform_example(std::vector<unsigned> ordinals)
{
    // 变换数值为两倍的值
 
    print_ordinals(ordinals);
 
    std::transform(ordinals.cbegin(), ordinals.cend(), ordinals.cbegin(),
                   ordinals.begin(), std::plus<>{});
 
    print_ordinals(ordinals);
}
 
int main()
{
    std::string hello("hello");
    unary_transform_example(hello, "world");
 
    std::vector<unsigned> ordinals;
    std::copy(hello.cbegin(), hello.cend(), std::back_inserter(ordinals));
    binary_transform_example(std::move(ordinals));
}

输出：

hello = "HELLO"
world = "WORLD"
序数： 72  69  76  76  79 
序数：144 138 152 152 158

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 242	C++98	unary_op 和 binary_op 不能有任何副作用	它们不能修改涉及到的范围

[编辑] 参阅

for_each	应用函数到范围中的元素 (函数模板) [编辑]
ranges::transform (C++20)	将一个函数应用于某一范围的各个元素 (niebloid) [编辑]

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