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std::search_n

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受约束算法和范围上的算法 (C++20)
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(C++11)
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定义于头文件 <algorithm>
template< class ForwardIt, class Size, class T >
ForwardIt search_n( ForwardIt first, ForwardIt last,
                    Size count, const T& value );
(1) (直到 C++26)
(自 C++20 起为 constexpr)
template< class ForwardIt, class Size,
          class T = typename std::iterator_traits
                        <ForwardIt>::value_type >
constexpr ForwardIt search_n( ForwardIt first, ForwardIt last,
                              Size count, const T& value );
(自 C++26 起)
template< class ExecutionPolicy,
          class ForwardIt, class Size, class T >
ForwardIt search_n( ExecutionPolicy&& policy,
                    ForwardIt first, ForwardIt last,
                    Size count, const T& value );
(2) (自 C++17 起)
(直到 C++26)
template< class ExecutionPolicy,
          class ForwardIt, class Size,
          class T = typename std::iterator_traits
                        <ForwardIt>::value_type >
ForwardIt search_n( ExecutionPolicy&& policy,
                    ForwardIt first, ForwardIt last,
                    Size count, const T& value );
(自 C++26 起)
template< class ForwardIt, class Size, class T, class BinaryPred >
ForwardIt search_n( ForwardIt first, ForwardIt last,
                    Size count, const T& value, BinaryPred p );
(3) {{标记为自 (自 C++20 起为 constexpr)}}
(直到 C++26)
template< class ForwardIt, class Size,
          class T = typename std::iterator_traits
                        <ForwardIt>::value_type,
          class BinaryPred >
constexpr ForwardIt search_n( ForwardIt first, ForwardIt last,
                    Size count, const T& value, BinaryPred p );
(自 C++26 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class Size,
          class T, class BinaryPred >
ForwardIt search_n( ExecutionPolicy&& policy,
                    ForwardIt first, ForwardIt last,
                    Size count, const T& value, BinaryPred p );
(4) (自 C++17 起)
(直到 C++26)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class Size,
          class T = typename std::iterator_traits
                        <ForwardIt>::value_type,
          class BinaryPred >
ForwardIt search_n( ExecutionPolicy&& policy,
                    ForwardIt first, ForwardIt last,
                    Size count, const T& value, BinaryPred p );
(自 C++26 起)

在范围 [first, last) 中搜索连续 count 个相同元素的第一个序列,每个元素都等于给定的 value。

1) 使用 operator== 比较元素。
3) 使用给定的二元谓词 p 比较元素。
2,4) 与 (1,3) 相同,但按照 policy 执行。
只有当以下表达式的值为 true 时,这些重载才参与重载决议:

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>

(直到 C++20)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>

(自 C++20 起)

参数

first, last - 定义待检验元素 范围 的迭代器对
count - 要搜索的序列长度
value - 要搜索的元素值
policy - 使用的 执行策略
p - 返回​ true 当元素应被视为相等的二元谓词

谓词函数的签名应等价于:

bool pred ( const Type1 & a, const Type2 & b ) ;

虽然签名不需要包含 const & ,但函数不得修改传递给它的对象,且必须能够接受所有(可能为const的) Type1 和 Type2 类型的值,无论其 值类别 如何(因此不允许使用 Type1 & ,也不允许使用 Type1 ,除非对于 Type1 类型移动操作等价于拷贝操作 (C++11 起) )。
类型 Type1 必须满足:类型为 ForwardIt 的对象在解引用后可隐式转换为 Type1 。类型 Type2 必须满足:类型为 T 的对象可隐式转换为 Type2 。 ​

类型要求
-
ForwardIt 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。
-
BinaryPred 必须满足 BinaryPredicate 的要求。
-
Size 必须可 转换 为 整数类型 。

返回值

如果 count 为正数,则返回指向范围 [ first , last ) 中找到的第一个序列起始位置的迭代器。该序列中的每个迭代器 it 应满足以下条件:

1,2) * it == value 为 true 。
3,4) p ( * it, value ) ! = false 为 true 。

如果未找到这样的序列,则返回 last 。

如果 count 为零或负数,则返回 first 。

复杂度

给定 N 为 std:: distance ( first, last ) :

1,2) 最多进行 N 次比较(使用 operator == )。
3,4) 最多应用谓词 p N 次。

异常

带有名为 ExecutionPolicy 模板参数的重载按以下方式报告错误:

  • 如果作为算法一部分调用的函数执行抛出异常,且 ExecutionPolicy 是某个 标准策略 ,则调用 std::terminate 。对于其他任何 ExecutionPolicy ,其行为由实现定义。
  • 如果算法无法分配内存,则抛出 std::bad_alloc 。

可能的实现

search_n (版本 1)
template<class ForwardIt, class Size,
         class T = typename std::iterator_traits<ForwardIt>::value_type>
ForwardIt search_n(ForwardIt first, ForwardIt last, Size count, const T& value)
{
    if (count <= 0)
        return first;
    for (; first != last; ++first)
    {
        if (!(*first == value))
            continue;
        ForwardIt candidate = first;
        for (Size cur_count = 1; true; ++cur_count)
        {
            if (cur_count >= count)
                return candidate; // 成功
            ++first;
            if (first == last)
                return last; // 遍历完列表
            if (!(*first == value))
                break; // 连续出现次数不足
        }
    }
    return last;
}
search_n (版本 3)
template<class ForwardIt, class Size,
         class T = typename std::iterator_traits<ForwardIt>::value_type,
         class BinaryPred>
ForwardIt search_n(ForwardIt first, ForwardIt last, Size count, const T& value,
                   BinaryPred p)
{
    if (count <= 0)
        return first;
    for (; first != last; ++first)
    {
        if (!p(*first, value))
            continue;
        ForwardIt candidate = first;
        for (Size cur_count = 1; true; ++cur_count)
        {
            if (cur_count >= count)
                return candidate; // 成功
            ++first;
            if (first == last)
                return last; // 遍历完列表
            if (!p(*first, value))
                break; // 连续出现次数不足
        }
    }
    return last;
}

注释

功能测试 宏 值 标准 功能
__cpp_lib_algorithm_default_value_type 202403 (C++26) 列表初始化 用于算法 ( 1-4 )

示例

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <complex>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
template<class Container, class Size, class T>
constexpr bool consecutive_values(const Container& c, Size count, const T& v)
{
    return std::search_n(std::begin(c), std::end(c), count, v) != std::end(c);
}
int main()
{
    constexpr char sequence[] = ".0_0.000.0_0.";
    static_assert(consecutive_values(sequence, 3, '0'));
    for (int n : {4, 3, 2})
        std::cout << std::boolalpha
                  << "存在 " << n << " 个连续零: "
                  << consecutive_values(sequence, n, '0') << '\n';
    std::vector<std::complex<double>> nums{{4, 2}, {4, 2}, {1, 3}};
    #ifdef __cpp_lib_algorithm_default_value_type
        auto it = std::search_n(nums.cbegin(), nums.cend(), 2, {4, 2});
    #else
        auto it = std::search_n(nums.cbegin(), nums.cend(), 2, std::complex<double>{4, 2});
    #endif
    assert(it == nums.begin());
}

输出:

存在 4 个连续零: false
存在 3 个连续零: true
存在 2 个连续零: true

缺陷报告

下列行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 发布时行为 正确行为
LWG 283 C++98 要求 T 满足 EqualityComparable ,但
InputIt 的值类型并不总是 T
移除了该要求
LWG 426 C++98 复杂度上限为 N·count ,
当 count 为负数时该值为负
当 count 非正时
上限为 ​ 0 ​
LWG 714 C++98 若 count > 0 ,复杂度上限为 N·count ,但
最坏情况下的比较/操作次数始终为 N
在此情况下将上限
改为 N
LWG 2150 C++98 “序列出现”的判定条件有误 已修正

参见

查找一定范围内最后一个元素序列
(函数模板 & 算法函数对象)
查找满足特定条件的第一个元素
(函数模板 & 算法函数对象)
搜索元素范围的第一次出现
(函数模板 & 算法函数对象)
在范围内搜索一个元素的多个连续副本的第一次出现
(算法函数对象)