Почему в стандартной библиотеке C ++ нет transform_if?

Возник случай использования, когда нужно сделать условную копию (1. выполнимая с copy_if), но из контейнера значений в контейнер указателей на эти значения (2. выполнимая с transform).

С доступными инструментами я не могу сделать это менее чем за два шага:

#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;
}

Конечно , мы могли бы назвать remove_ifна pvи устранить необходимость временного, еще лучше , хотя, это не сложно реализовать (для одинарных операций) что - то вроде этого:

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.

1. Есть ли более элегантный обходной путь с доступными инструментами стандартной библиотеки C ++?
2. Есть ли причина, по которой transform_ifего нет в библиотеке? Является ли комбинация существующих инструментов достаточным обходным решением и / или считается ли производительность хорошей?

Стандартная библиотека отдает предпочтение элементарным алгоритмам.

Контейнеры и алгоритмы должны быть по возможности независимыми друг от друга.

Точно так же алгоритмы, которые могут быть составлены из существующих алгоритмов, используются в качестве сокращений только изредка.

Если вам требуется преобразование if, вы можете просто написать его. Если вы хотите / сегодня /, составляя готовые модели и не неся накладные расходы, вы можете использовать библиотеку диапазонов с ленивыми диапазонами , например Boost.Range , например:

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

Как указывает @hvd в комментарии, transform_ifdouble приведет к другому типу ( doubleв данном случае). Порядок композиции имеет значение, и с помощью Boost Range вы также можете написать:

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

что приводит к разной семантике. Это подчеркивает суть:

это делает очень мало смысла включать std::filter_and_transform, std::transform_and_filter, и std::filter_transform_and_filterт.д. и т.п. в стандартной библиотеке .

Посмотреть образец 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"));
}

Новая нотация цикла for во многом снижает потребность в алгоритмах, которые обращаются к каждому элементу коллекции, где теперь проще просто написать цикл и поместить логику на место.

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

Действительно ли сейчас стоит добавить в алгоритм большую ценность? Хотя да, алгоритм был бы полезен для C ++ 03, и действительно, у меня был один для него, он нам сейчас не нужен, поэтому нет реальных преимуществ в его добавлении.

Обратите внимание, что на практике ваш код также не всегда будет выглядеть точно так же: у вас не обязательно есть функции «op» и «pred», и, возможно, придется создавать лямбда-выражения, чтобы они «вписывались» в алгоритмы. Хотя неплохо разделить проблемы, если логика сложна, если это просто вопрос извлечения члена из входного типа и проверки его значения или добавления его в коллекцию, это снова намного проще, чем использование алгоритма.

Кроме того, как только вы добавляете какой-то transform_if, вы должны решить, применять ли предикат до или после преобразования, или даже иметь 2 предиката и применять его в обоих местах.

Так что же мы будем делать? Добавить 3 алгоритма? (И в случае, если компилятор может применить предикат к любому концу преобразования, пользователь может легко выбрать неправильный алгоритм по ошибке, и код все равно компилируется, но дает неверные результаты).

Кроме того, если коллекции большие, хочет ли пользователь выполнить цикл с итераторами или сопоставить / уменьшить? С введением map / reduce вы получите еще больше сложностей в уравнении.

По сути, библиотека предоставляет инструменты, и пользователю предоставляется возможность использовать их в соответствии с тем, что они хотят делать, а не наоборот, как это часто бывает с алгоритмами. (Посмотрите, как пользователь выше пытался изменить что-то, используя накопление, чтобы соответствовать тому, что он действительно хотел сделать).

Для простого примера карта. Для каждого элемента я выведу значение, если ключ четный.

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;
}         

Красиво и просто. Замечательно вписать это в алгоритм transform_if?

Извините, что воскресил этот вопрос спустя столько времени. Недавно у меня было подобное требование. Я решил это, написав версию back_insert_iterator, которая принимает 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);
}

используется 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 };
          });

Стандарт разработан таким образом, чтобы минимизировать дублирование.

В этом конкретном случае вы можете достичь целей алгоритма более читаемым и лаконичным способом с помощью простого цикла range-for.

// another way

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

Я изменил пример так, чтобы он компилировался, добавил диагностику и представил алгоритм OP и мой рядом.

#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;
}

После того, как я снова нашел этот вопрос через некоторое время и разработал целый ряд потенциально полезных универсальных адаптеров итераторов, я понял, что исходный вопрос не требовал НИЧЕГО больше, чем std::reference_wrapper.

Используйте его вместо указателя, и все будет хорошо:

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 << " ";
}

Печать

1 1 

Вы можете использовать copy_ifвместе. Почему бы и нет? Определите OutputIt(см. Копию ):

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;
  }
};

и перепишите свой 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;
}

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;
}

Использование: (обратите внимание, что CONDITION и TRANSFORM не являются макросами, они являются заполнителями для любых условий и преобразований, которые вы хотите применить)

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
    }
);

Это просто ответ на вопрос 1 «Есть ли более элегантный обходной путь с доступными инструментами стандартной библиотеки C ++?».

Если вы можете использовать C ++ 17, вы можете использовать std::optionalболее простое решение, используя только функциональные возможности стандартной библиотеки C ++. Идея состоит в том, чтобы вернуться std::nulloptв случае отсутствия сопоставления:

Смотрите в прямом эфире 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;
}

Обратите внимание, что здесь я только что реализовал подход Rust на C ++.

Вы можете использовать std::accumulatewhich работает с указателем на целевой контейнер:

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 << " ";
    }
}

Печать

1 1