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ranges_fold_left_first.md

File metadata and controls

204 lines (152 loc) · 6.42 KB

fold_left_first

  • algorithm[meta header]
  • function template[meta id-type]
  • std::ranges[meta namespace]
  • cpp23[meta cpp]
namespace std::ranges {
  template<input_iterator I, sentinel_for<I> S,
           indirectly-binary-left-foldable<iter_value_t<I>, I> F>
    requires constructible_from<iter_value_t<I>, iter_reference_t<I>>
  constexpr auto fold_left_first(I first, S last, F f);                         // (1)

  template<input_range R,
           indirectly-binary-left-foldable<range_value_t<R>, iterator_t<R>> F>
    requires constructible_from<range_value_t<R>, range_reference_t<R>>
  constexpr auto fold_left_first(R&& r, F f);                                   // (2)
}
  • constructible_from[link /reference/concepts/constructible_from.md]
  • iter_reference_t[link /reference/iterator/iter_reference_t.md]
  • indirectly-binary-left-foldable[link ./ranges_fold_left.md]

概要

初期値の指定を省略するfold_left。入力範囲の先頭要素が初期値として使用される。

  • (1) : 入力としてイテレータ範囲をとるオーバーロード
  • (2) : 入力として範囲を直接とるオーバーロード

引数

  • first -- 入力範囲の先頭イテレータ
  • last -- 入力範囲の番兵（終端イテレータ）
  • r -- 入力範囲のオブジェクト
  • f -- 適用する二項演算
    • f(*first, *first)のような呼び出しが可能であり（実際にこの様に呼ばれるわけではない）、その戻り値型のオブジェクトをaccとすると
    • acc = f(std::move(acc), *first)のような呼び出しも可能である必要がある

テンプレートパラメータ制約

indirectly-binary-left-foldableでは、初期値の型Tが戻り値型（積算値の型）Uに変換可能であることが要求（convertible_to<T, U>）されており、この関数では初期値の型を指定できない（range_value_t<R>が使用される）ため戻り値型を大きく制御することが困難になる。

戻り値

  • (1) : 以下と等価

    return ranges::fold_left_first_with_iter(std::move(first), last, f).value;
    • fold_left_first_with_iter[link /reference/algorithm/ranges_fold_left_first_with_iter.md]

  • (2) : rからイテレータを取得して(1)に委譲

    return ranges::fold_left_first(ranges::begin(r), ranges::end(r), f);
    • begin[link /reference/ranges/begin.md]
    • end[link /reference/ranges/end.md]

空の入力範囲に対しては無効値を保持するoptionalを返す。

計算量

入力範囲r（[first, last)）の要素数をNとすると、正確にN - 1回のfの適用が行われる。

備考

この関数の戻り値型はoptional<U>であり、Uは引数と入力の型Iから次のように取得される

using U = decltype(ranges::fold_left(std::move(first), last, iter_value_t<I>(*first), f));
  • fold_left[link ./ranges_fold_left.md]

すなわち、他の引数はそのままに初期値として入力範囲rの要素を手動で指定してfold_leftを呼び出した際の戻り値型を包むoptionalとなる。

fold_leftと同様に、この型Uはfold_left_firstの処理内部で積算値の型として使用されるものでもあり、fは*firstの代わりにUの右辺値も受け取れる必要がある。詳細は下の実装例を参照。

例

基本的な数値集計処理の例

#include <ranges>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <print>
#include <vector>

using namespace std::ranges;

int main() {
  // 入力
  range auto rng = views::iota(1, 11);
  // 二項演算
  auto op = std::plus<>{};
  
  auto resl = fold_left_first(rng, op);

  std::println("{:d}", resl.value());


  // 入力範囲はfloatのvector
  std::vector<float> rngf = { 0.125f, 0.25f, 0.75f };
  
  // 計算結果はoptional<float>
  auto reslf = fold_left_first(rngf, op);

  std::println("{:g}", reslf.value());
}
  • fold_left_first[color ff0000]
  • iota[link /reference/ranges/iota_view.md]
  • plus[link /reference/functional/plus.md]
  • println[link /reference/print/println.md]

出力

55
1.125

空の入力範囲に対する動作の例

#include <ranges>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <print>
#include <vector>

using namespace std::ranges;

int main() {
  range auto rng = views::empty<int>;
  auto op = std::plus<>{};

  auto res1 = fold_left(rng, -1, op);
  auto res2 = fold_left_first(rng, op);

  std::println("{:d}", res1);
  std::println("{:d}", res2.value_or(-1));
}
  • fold_left_first[color ff0000]
  • fold_left[link ranges_fold_left.md]
  • println[link /reference/print/println.md]
  • value_or[link /reference/optional/optional/value_or.md]

出力

-1
-1

実装例

template<input_iterator I, sentinel_for<I> S,
         indirectly-binary-left-foldable<iter_value_t<I>, I> F>
  requires constructible_from<iter_value_t<I>, iter_reference_t<I>>
constexpr auto fold_left_first(I first, S last, F f) {
  using U = decltype(ranges::fold_left(std::move(first), last, iter_value_t<I>(*first), f));

  if (first == last) {
    return optional<U>();
  }

  optional<U> accum(in_place, *first);

  ++first;

  for (; first != last; ++first) {
    *accum = invoke(f, std::move(*accum), *first);
  }

  return accum; // 暗黙ムーブ or NRVO
}

バージョン

言語

  • C++23

処理系

関連項目

参照