如何从传递给某些 STL 算法的谓词中获取元素的索引？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何从传递给某些 STL 算法的谓词中获取元素的索引？

【英文标题】：How to obtain index of element from predicate passed to some STL algorithm?

【发布时间】：2012-02-28 11:09:11

【问题描述】：

说，我有元素向量和掩码数组，我想从向量中提取具有真正对应掩码值的元素以分离向量。有没有办法为此目的使用std::copy_if？问题是，我只有 value 在谓词中的元素，而不是 iterator，所以我不知道地址掩码数组的实际索引。

我可以像这样直接操作地址：

vector<bool> mask;
vector<int> a, b;
copy_if(a.begin(), a.end(), b.begin(), [&] (int x) -> bool  
  size_t index = &x - &a[0]; // Ugly...
  return mask[index];
);

但是，我发现这是一个丑陋的解决方案。有更好的想法吗？

更新：另一种可能的解决方案是在掩码上使用外部迭代器：

vector<bool> mask;
vector<int> a, b;
auto pMask = mask.begin();
copy_if(a.begin(), a.end(), b.begin(), [&] (int x)  
  return *pMask++;
);

但是，此解决方案需要外部命名空间中的其他变量，这仍然是不可取的。

【参考方案1】：

好的，经过一番调查，我提出了第一个示例，这是最简单的方法。但是，不要忘记通过 (const) 引用在 lambda 中传递值，以免获取参数的本地副本的地址：

copy_if(a.begin(), a.end(), b.begin(), 
  [&] (const int& x) -> bool   // <-- do not forget reference here
    size_t index = &x - &a[0];  // Still ugly... but simple
    return mask[index];
  );

【参考方案2】：

您可以将多个迭代器组合成 Boost（未经真正测试，但可以使用 GCC 4.6 编译）：

#include <algorithm>

#include <boost/iterator/counting_iterator.hpp>
#include <boost/iterator/zip_iterator.hpp>
#include <boost/iterator/filter_iterator.hpp>
#include <boost/tuple/tuple.hpp>

int main() 
  std::vector<bool> mask;
  std::vector<int> a, b;
  boost::counting_iterator<size_t> count_begin(0), count_end(a.size());
  auto zip_begin = boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(count_begin, a.begin()));
  auto zip_end = boost::make_zip_iterator(boost::make_tuple(count_end, a.end()));
  typedef decltype(zip_end) zip_iterator;
  typedef const zip_iterator::value_type& zip_value;
  auto pred = [&mask](zip_value val) 
    auto index = val.get<0>();
    return index < mask.size() ? mask[index] : true;
  ;
  auto filter_begin = boost::make_filter_iterator(pred, zip_begin, zip_end);
  auto filter_end = boost::make_filter_iterator(pred, zip_end, zip_end);
  std::transform(filter_begin, filter_end, back_inserter(b), [](zip_value val) 
      return val.get<1>();
    );

但是，我认为显式循环在这里更简单。

---

这是上面代码的另一个更通用的版本，这次甚至测试了:) 它提供了类似 Python 的 map、filter 和 enumerate 函数的实现。这个需要 GCC 4.7。

#include <utility>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <type_traits>
#include <iostream>

#define BOOST_RESULT_OF_USE_DECLTYPE

#include <boost/tuple/tuple.hpp>
#include <boost/iterator/zip_iterator.hpp>
#include <boost/iterator/filter_iterator.hpp>
#include <boost/iterator/transform_iterator.hpp>
#include <boost/range/begin.hpp>
#include <boost/range/end.hpp>
#include <boost/range/size.hpp>
#include <boost/range/iterator_range.hpp>
#include <boost/range/counting_range.hpp>
#include <boost/range/algorithm/copy.hpp>
#include <boost/range/algorithm_ext/push_back.hpp>

template<typename... ForwardRange>
using zip_range = boost::iterator_range<
  boost::zip_iterator<
    boost::tuple<
      typename boost::range_iterator<
        typename std::remove_reference<ForwardRange>::type>::type...>>>;

template<typename... ForwardRange>
zip_range<ForwardRange...>
zip(ForwardRange&&... ranges) 
  return boost::make_iterator_range(
    boost::make_zip_iterator(
      boost::make_tuple(
        boost::begin(std::forward<ForwardRange>(ranges))...)),
    boost::make_zip_iterator(
      boost::make_tuple(
        boost::end(std::forward<ForwardRange>(ranges))...)));


template<typename ForwardRange, typename Index>
using enumerating_range = zip_range<
  boost::iterator_range<boost::counting_iterator<Index>>,
  ForwardRange>;

template<typename ForwardRange, typename Index>
enumerating_range<ForwardRange, Index>
enumerate(ForwardRange&& range, Index start) 
  return zip(
    boost::counting_range(
      start,
      static_cast<Index>(start + boost::size(range))),
    std::forward<ForwardRange>(range));


template<typename Predicate, typename ForwardRange>
using filter_range = boost::iterator_range<
  boost::filter_iterator<
    Predicate,
    typename boost::range_iterator<
      typename std::remove_reference<ForwardRange>::type>::type>>;

template<typename Predicate, typename ForwardRange>
filter_range<Predicate, ForwardRange>
filter(Predicate pred, ForwardRange&& range) 
  return boost::make_iterator_range(
    boost::make_filter_iterator(
      pred,
      boost::begin(std::forward<ForwardRange>(range))),
    boost::make_filter_iterator(
      pred,
      boost::end(std::forward<ForwardRange>(range))));


template<typename UnaryOperation, typename ForwardRange>
using map_range = boost::iterator_range<
  boost::transform_iterator<
    UnaryOperation,
    typename boost::range_iterator<
      typename std::remove_reference<ForwardRange>::type>::type>>;

template<typename UnaryOperation, typename ForwardRange>
map_range<UnaryOperation, ForwardRange>
map(UnaryOperation operation, ForwardRange&& range) 
  return boost::make_iterator_range(
    boost::make_transform_iterator(
      boost::begin(std::forward<ForwardRange>(range)),
      operation),
    boost::make_transform_iterator(
      boost::end(std::forward<ForwardRange>(range)),
      operation));


template<typename UnaryOperation, typename Predicate, typename ForwardRange>
using filter_map_range = map_range<
  UnaryOperation,
  filter_range<Predicate, ForwardRange>>;

template<typename UnaryOperation, typename Predicate, typename ForwardRange>
filter_map_range<UnaryOperation, Predicate, ForwardRange>
filter_map(UnaryOperation operation, Predicate pred, ForwardRange&& range) 
  return map(operation, filter(pred, range));


int main() 
  std::vector<int> a  10, 11, 12, 13, 14 ;
  std::vector<bool> mask  false, true, true, false, true ;
  std::vector<int> b;
  auto enumerator = enumerate(a, 0u);
  typedef boost::range_value<decltype(enumerator)>::type enum_value;
  boost::push_back(
    b,
    filter_map(
      [](const enum_value& val) 
        return val.get<1>();
      ,
      [&mask](const enum_value& val) 
        auto i = val.get<0>();
        return i < mask.size() ? mask[i] : true;
      ,
      enumerator));
  boost::copy(b, std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << std::endl;

---

如果你不需要使用向量，解决方案会变得有些无聊：

#include <valarray>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>

int main() 
  using namespace std;
  valarray<int> a  10, 11, 12, 13, 14 ;
  valarray<bool> mask  false, true, true, false, true ;
  valarray<int> b = a[mask];
  copy(begin(b), end(b), ostream_iterator<int>(cout, " "));

【参考方案3】：

我的回答：

    vector<bool> mask ;
    vector<int> a, b;
    auto it = std::copy_if (a.begin(), a.end(), b.begin(), [&, index = 0] (const int x) mutable -> bool  
    return mask[index++]; // increment index
    );

这使用了一个状态完整的 lambda。 index 仅设置为零一次，每次使用时都会递增。 编辑： 需要 c++14