为什么将结构函数传递给 for_each 循环不会改变结构属性答案

【问题标题】：Why passing struct function to for_each loop does not change the struct attributes为什么将结构函数传递给 for_each 循环不会改变结构属性
【发布时间】：2021-02-12 04:53:34
【问题描述】：

我是 C++ 新手，我正在学习 C++20。我正在尝试一个结构函数，它是将一个函数包装在一个结构中，而我们可以在这个结构中声明本地属性。

问题是当我将此结构函数传递给for_each 函数时，它不起作用。

#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>

using namespace std;

struct accumulateAmount{
    int total_amount;
    accumulateAmount() { total_amount = 100 ;} //constructor
    void operator()(int num){
        total_amount += num;
    }
};


int main(){ 
    vector<int> nums{1,2,3,4,5};
    accumulateAmount acctor;
    for_each(nums.begin(), nums.end(), acctor);
    cout << acctor.total_amount << endl;
    return 0;
    
}

输出为100。它没有实现累加器功能。

如果我将循环从 for_each 更改为普通 for 循环，如下所示：

for (int i = 0; i < nums.size(); i++){
      acctor(nums[i]);
}

有效。

所以我想知道是不是因为 'for_each' 包含并行计算，因此对于向量中的每个 int，我们对它们使用独立的函数？

【问题讨论】：

您不会将结果分配给任何东西。无论如何，Homespun 函子不是要走的路，你需要一个 lambda。

标签： c++

【解决方案1】：

std::for_each 按值获取函数。所以你的函数被复制了，std::for_each 调用了copy。这就是您的acctor 不会被修改的原因。

您可以使用std::ref 强制通过引用传递：

for_each(nums.begin(), nums.end(), std::ref(acctor));

或者，也许更惯用，您可以捕获std::for_each 的返回值：

auto const result = for_each(nums.begin(), nums.end(), accumulateAmount());
std::cout << result.total_amount << "\n";

这段代码的好处是您甚至不需要为acctor 引入名称：您可以传递一个临时值并即时创建函数对象。这很好，因为这意味着您可以制作所有本地对象const。

也就是说，带有可变函数对象的std::for_each 绝对是不是惯用的C++。找到合适的算法并不总是显而易见的，但总是值得的。在这种情况下，您将使用std::reduce：

auto const result = std::reduce(nums.begin(), nums.end(), 100);
std::cout << result << "\n";

【讨论】：

【解决方案2】：

最快的解决方法：

acctor = std::for_each(nums.begin(), nums.end(), accumulateAmount());

但与其从头开始旋转您自己的函子，不如使用 C++ 的 lambda (C++11+)。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

int main(){
    std::vector<int> nums{1,2,3,4,5};
    int val = 100;
    std::for_each(nums.begin(), nums.end(), [&val](int n) { return val += n; });
    std::cout << val << '\n';

    return 0;
}

关于 lambda 的一些快速说明：

[] 是您可以在 lambda 范围之外“捕获”变量的地方，这些变量不应作为参数传递。在这种情况下，我通过引用捕获val。您不需要捕获任何内容，但[] 是必需的。
() 参数列表，非常直观。
{} 函数体，也很简单。

正如在对另一个答案的评论中指出的那样，使用std::accumulate 或std::reduce 可以更简单地解决这个特定示例（显示在另一个答案中（这个答案对我来说是新的，非常酷））。

#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
#include <vector>

int main() {
  std::vector<int> nums{1, 2, 3, 4, 5};
  std::cout << std::accumulate(nums.begin(), nums.end(), 100) << '\n';

  return 0;
}

【讨论】：