set_difference、set_intersection 和 set_union 的就地版本

Posted 2023-02-22

【中文标题】set_difference、set_intersection 和 set_union 的就地版本

【英文标题】：Inplace versions of set_difference, set_intersection and set_union

【发布时间】：2017-06-04 22:11:52

【问题描述】：

我实现了set_union、set_intersection 和set_difference 的版本，它们采用排序容器和排序范围（不得在容器内），并将操作结果写入容器。

template<class Container, class Iter>
void assign_difference(Container& cont, Iter first, Iter last)

    auto new_end = std::set_difference( // (1)
        cont.begin(), cont.end(), first, last, cont.begin());
    cont.erase(new_end, cont.end());


template<class Container, class Iter>
void assign_intersection(Container& cont, Iter first, Iter last)

    auto new_end = std::set_intersection( // (2)
        cont.begin(), cont.end(), first, last, cont.begin());
    cont.erase(new_end, cont.end());


template<class Container, class Iter>
void assign_union(Container& cont, Iter first, Iter last)

    auto insert_count = last - first;
    cont.resize(cont.size() + insert_count); // T must be default-constructible
    auto rfirst1 = cont.rbegin() + insert_count, rlast1 = cont.rend();
    auto rfirst2 = std::make_reverse_iterator(last);
    auto rlast2 = std::make_reverse_iterator(first);
    rlast1 = std::set_union( // (3)
        rfirst1, rlast1, rfirst2, rlast2, cont.rbegin(), std::greater<>());
    cont.erase(std::copy(rlast1.base(), cont.end(), cont.begin()), cont.end());

目标是：

如果容器有足够的容量来保存结果，则不执行分配。 否则只会执行一次分配，以使容器有能力保存结果。

正如您在标记为 (1)、(2) 和 (3) 的行中看到的，相同的容器被用作这些 STL 算法的输入和输出。假设这些 STL 算法的常规实现，此代码可以工作，因为它只写入已处理的容器部分。

正如 cmets 中所指出的，标准不保证此方法有效。 set_union、set_intersection 和 set_difference 要求结果范围不与输入范围之一重叠。 但是，是否存在破坏代码的 STL 实现？

如果您的回答是肯定的，请提供破坏代码的三种使用的 STL 算法之一的一致实现。

【问题讨论】：

即使今天的符合标准的实现不会破坏代码，如果标准中没有保证，那么简单地升级编译器可能会导致它破坏。甚至不同的优化设置或任何其他编译器标志。我认为您必须提供自己的实现才能确定。

这些算法的实现只需要几行代码，因此您可以编写一个破坏代码的算法。

我的标准副本包含所有这些算法的以下文本：Requires: The resulting range shall not overlap with either of the original ranges.我不认为你可以保证它有效。

【参考方案1】：

符合标准的实现可以检查set_intersection 的参数 1 和 5 是否相等，以及它们是否正在格式化您的硬盘。

如果你违反了要求，你的程序的行为就不受标准的约束；你的程序格式不正确。

在某些情况下，UB 可能值得冒险和付出代价（审计所有编译器更改和汇编输出）。我不明白这里的重点；自己写。当您违反要求时，std 库提出的任何花哨的优化都可能导致问题，并且正如您所指出的，天真的实现很简单。

【参考方案2】：

根据我的经验，不要在您正在迭代的容器上写入内容。一切都可能发生。一般来说，这很奇怪。

正如@Yakk 所说，这听起来很糟糕。就是这样。从你的代码库中删除的东西安然入睡。

如果您真的需要这些功能，我建议您自己编写内部循环（例如：std::set_intersection 的内部），以处理您的算法工作所需的约束。

我不认为寻找一个不起作用的 STL 实现是正确的方法。这听起来不像是一个长期的解决方案。从长远来看：标准应该是您的参考，正如有人已经指出的那样，您的解决方案似乎无法正确处理它。

我的 2 美分