Какой лучший способ перебрать два или более контейнеров одновременно

C ++ 11 предоставляет несколько способов перебора контейнеров. Например:

Цикл на основе диапазона

for(auto c : container) fun(c)

std :: for_each

for_each(container.begin(),container.end(),fun)

Однако каков рекомендуемый способ перебора двух (или более) контейнеров одинакового размера для выполнения чего-то вроде:

for(unsigned i = 0; i < containerA.size(); ++i) {
  containerA[i] = containerB[i];
}

Скорее поздно на вечеринку. Но: я бы перебирал индексы. Но не с классическим forциклом, а с forциклом на основе диапазона по индексам:

for(unsigned i : indices(containerA)) {
    containerA[i] = containerB[i];
}

indices- простая функция-оболочка, которая возвращает (лениво вычисленный) диапазон для индексов. Поскольку реализация - хотя и простая - слишком длинная, чтобы размещать ее здесь, вы можете найти реализацию на GitHub .

Этот код так же эффективен, как использование ручного классического forцикла.

Если этот шаблон часто встречается в ваших данных, рассмотрите возможность использования другого шаблона, который zipсостоит из двух последовательностей и создает диапазон кортежей, соответствующих парным элементам:

for (auto& [a, b] : zip(containerA, containerB)) {
    a = b;
}

Реализация zipоставлена ​​в качестве упражнения для читателя, но легко следует из реализации indices.

(До C ++ 17 вам приходилось писать следующее :)

for (auto items&& : zip(containerA, containerB))
    get<0>(items) = get<1>(items);

Для вашего конкретного примера просто используйте

std::copy_n(contB.begin(), contA.size(), contA.begin())

В более общем случае вы можете использовать Boost.Iterator zip_iteratorс небольшой функцией, чтобы его можно было использовать в циклах for на основе диапазона. В большинстве случаев это сработает:

template<class... Conts>
auto zip_range(Conts&... conts)
  -> decltype(boost::make_iterator_range(
  boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(conts.begin()...)),
  boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(conts.end()...))))
{
  return {boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(conts.begin()...)),
          boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(conts.end()...))};
}

// ...
for(auto&& t : zip_range(contA, contB))
  std::cout << t.get<0>() << " : " << t.get<1>() << "\n";

Живой пример.

Однако для полной универсальности вам, вероятно, понадобится что-то большее, например это , который будет работать правильно для массивов и определяемые пользователем типы , которые не имеют члена begin()/ end()но у есть begin/ endфункции в их имен. Кроме того, это позволит пользователю специально получить constдоступ через zip_c...функции.

И если вы, как и я, сторонник хороших сообщений об ошибках, то вам, вероятно, понадобится это , которое проверяет, были ли переданы какие-либо временные контейнеры какой-либо из zip_...функций, и выводит красивое сообщение об ошибке, если да.

Интересно, почему об этом никто не упомянул:

auto ItA = VectorA.begin();
auto ItB = VectorB.begin();

while(ItA != VectorA.end() || ItB != VectorB.end())
{
    if(ItA != VectorA.end())
    {
        ++ItA;
    }
    if(ItB != VectorB.end())
    {
        ++ItB;
    }
}

PS: если размеры контейнера не совпадают, вам придется поместить код внутри операторов if.

Есть много способов делать определенные вещи с несколькими контейнерами, как указано в algorithmзаголовке. Например, в приведенном вами примере вы можете использоватьstd::copy вместо явного цикла for.

С другой стороны, нет какого-либо встроенного способа для общей итерации нескольких контейнеров, кроме обычного цикла for. Это не удивительно, потому что есть много способов итерации. Подумайте об этом: вы можете перебирать один контейнер за один шаг, один контейнер за другой; или через один контейнер, пока он не дойдет до конца, затем начните вставку, пока вы проходите до конца другого контейнера; или один шаг первого контейнера каждый раз, когда вы полностью проходите через другой контейнер, а затем начинаете заново; или какой-то другой узор; или более двух контейнеров одновременно; и т.д ...

Однако, если вы хотите создать свою собственную функцию стиля "for_each", которая выполняет итерацию по двум контейнерам только до длины самого короткого, вы можете сделать что-то вроде этого:

template <typename Container1, typename Container2>
void custom_for_each(
  Container1 &c1,
  Container2 &c2,
  std::function<void(Container1::iterator &it1, Container2::iterator &it2)> f)
{
  Container1::iterator begin1 = c1.begin();
  Container2::iterator begin2 = c2.begin();
  Container1::iterator end1 = c1.end();
  Container2::iterator end2 = c2.end();
  Container1::iterator i1;
  Container1::iterator i2;
  for (i1 = begin1, i2 = begin2; (i1 != end1) && (i2 != end2); ++it1, ++i2) {
    f(i1, i2);
  }
}

Очевидно, вы можете создать любую стратегию итераций подобным образом.

Конечно, вы можете возразить, что просто выполнить внутренний цикл for напрямую, чем написать такую ​​пользовательскую функцию ... и вы будете правы, если собираетесь проделать это только один или два раза. Но приятно то, что его можно использовать повторно. знак равно

В случае, когда вам нужно выполнять итерацию одновременно только по 2 контейнерам, в библиотеке диапазонов ускорения есть расширенная версия стандартного алгоритма for_each, например:

#include <vector>
#include <boost/assign/list_of.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/range/algorithm_ext/for_each.hpp>

void foo(int a, int& b)
{
    b = a + 1;
}

int main()
{
    std::vector<int> contA = boost::assign::list_of(4)(3)(5)(2);
    std::vector<int> contB(contA.size(), 0);

    boost::for_each(contA, contB, boost::bind(&foo, _1, _2));
    // contB will be now 5,4,6,3
    //...
    return 0;
}

Когда вам нужно обрабатывать более 2 контейнеров в одном алгоритме, вам нужно поиграть с zip.

другое решение может заключаться в захвате ссылки на итератор другого контейнера в лямбда-выражении и использовании для этого оператора пост-инкремента. например, простая копия будет:

vector<double> a{1, 2, 3};
vector<double> b(3);

auto ita = a.begin();
for_each(b.begin(), b.end(), [&ita](auto &itb) { itb = *ita++; })

внутри лямбды вы можете делать все, что угодно, itaа затем увеличивать его. Это легко распространяется на случай нескольких контейнеров.

Библиотека диапазонов предоставляет эту и другие очень полезные функции. В следующем примере используется Boost.Range . Rangev3 Эрика Ниблера должен быть хорошей альтернативой.

#include <boost/range/combine.hpp>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>

int main(int, const char*[])
{
    std::vector<int> const v{0,1,2,3,4};
    std::list<char> const  l{'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};

    for(auto const& i: boost::combine(v, l))
    {
        int ti;
        char tc;
        boost::tie(ti,tc) = i;
        std::cout << '(' << ti << ',' << tc << ')' << '\n';
    }

    return 0;
}

C ++ 17 сделает это еще лучше с помощью структурированных привязок:

int main(int, const char*[])
{
    std::vector<int> const v{0,1,2,3,4};
    std::list<char> const  l{'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};

    for(auto const& [ti, tc]: boost::combine(v, l))
    {
        std::cout << '(' << ti << ',' << tc << ')' << '\n';
    }

    return 0;
}

Я тоже немного опоздал; но вы можете использовать это (вариативная функция в стиле C):

template<typename T>
void foreach(std::function<void(T)> callback, int count, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, count);

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        std::vector<T> v = va_arg(args, std::vector<T>);
        std::for_each(v.begin(), v.end(), callback);
    }

    va_end(args);
}

foreach<int>([](const int &i) {
    // do something here
}, 6, vecA, vecB, vecC, vecD, vecE, vecF);

или это (с использованием пакета параметров функции):

template<typename Func, typename T>
void foreach(Func callback, std::vector<T> &v) {
    std::for_each(v.begin(), v.end(), callback);
}

template<typename Func, typename T, typename... Args>
void foreach(Func callback, std::vector<T> &v, Args... args) {
    std::for_each(v.begin(), v.end(), callback);
    return foreach(callback, args...);
}

foreach([](const int &i){
    // do something here
}, vecA, vecB, vecC, vecD, vecE, vecF);

или это (с использованием списка инициализаторов, заключенного в фигурные скобки):

template<typename Func, typename T>
void foreach(Func callback, std::initializer_list<std::vector<T>> list) {
    for (auto &vec : list) {
        std::for_each(vec.begin(), vec.end(), callback);
    }
}

foreach([](const int &i){
    // do something here
}, {vecA, vecB, vecC, vecD, vecE, vecF});

или вы можете объединить векторы, как здесь: Как лучше всего объединить два вектора? а затем перебрать большой вектор.

Вот один вариант

template<class ... Iterator>
void increment_dummy(Iterator ... i)
    {}

template<class Function,class ... Iterator>
void for_each_combined(size_t N,Function&& fun,Iterator... iter)
    {
    while(N!=0)
        {
        fun(*iter...);
        increment_dummy(++iter...);
        --N;
        }
    }

Пример использования

void arrays_mix(size_t N,const float* x,const float* y,float* z)
    {
    for_each_combined(N,[](float x,float y,float& z){z=x+y;},x,y,z);    
    }