向量的 std::remove 和擦除之间的区别？答案

【问题标题】：Difference between std::remove and erase for vector?向量的 std::remove 和擦除之间的区别？
【发布时间】：2013-10-18 06:48:14
【问题描述】：

我有一个疑问，我想在脑海中澄清一下。我知道std::vector 在erase 和std::remove 之间的不同行为，其中第一个从向量中物理删除一个元素，减小大小，另一个只是移动一个元素，使容量保持不变。

这仅仅是出于效率原因吗？通过使用erase，std::vector中的所有元素都会被移位1，造成大量的拷贝； std::remove 只是进行“逻辑”删除，并通过移动东西使向量保持不变。如果物体很重，那么这种差异可能很重要，对吧？

【问题讨论】：

@larsmans，你错了。 OP 是正确的 - 有 std::remove 模板函数可以执行 OP 所说的操作。
@larsmans 不正确。 std::remove 是一种将集合中的元素标记为已删除的算法。
参见 Scott Meyers 的“Item 32”，“Effective STL”，Addison-Wesley，2001 年，第 139-143 页。

标签： c++ vector stl

【解决方案1】：

这仅仅是出于效率的原因吗？通过使用擦除 std::vector 中的所有元素将被移动 1 导致大量副本； std::remove 仅执行“逻辑”删除，并通过移动事物使向量保持不变。如果物体很重，那么差异可能很重要，对吧？

使用这个成语的原因正是如此。在性能上有好处，但在单次擦除的情况下没有。重要的是您是否需要从向量中删除多个元素。在这种情况下，std::remove 将每个 not removed 元素仅复制一次到其最终位置，而 vector::erase 方法会将所有元素从该位置移动到末尾多次。考虑：

std::vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
// remove all elements < 5

如果您逐个删除元素，则会删除 1，从而导致剩余元素的副本被移动 (4)。然后您将删除 2 并将所有剩余元素移动一 (3)...如果您看到这种模式，这是一个 O(N^2) 算法。

在std::remove 的情况下，算法维护一个读写头，并在容器上迭代。对于前 4 个元素，将移动读取头并测试元素，但不会复制任何元素。仅对于第五个元素，对象将从最后一个位置复制到第一个位置，并且算法将以单个副本完成并将迭代器返回到第二个位置。这是一个O(N) 算法。后面带有范围的std::vector::erase 将导致所有剩余元素的破坏并调整容器的大小。

正如其他人所提到的，在标准库中，算法应用于迭代器，并且缺乏对被迭代序列的了解。这种设计比算法知道容器的其他方法更灵活，因为算法的单个实现可以与任何符合迭代器要求的序列一起使用。考虑例如std::remove_copy_if，它甚至可以在没有容器的情况下使用，通过使用生成/接受序列的迭代器：

std::remove_copy_if(std::istream_iterator<int>(std::cin),
                    std::istream_iterator<int>(),
                    std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                    [](int x) { return !(x%2); } // is even
                    );

该单行代码将过滤掉标准输入中的所有偶数并将其转储到标准输出，而无需将所有数字加载到容器中的内存中。这是拆分的优点，缺点是算法不能修改容器本身，只能修改迭代器引用的值。

【讨论】：

这是一个很好的解释！我只专注于删除 1 个元素，而我完全忘记了 std::remove 删除了多个元素。非常感谢。
@AbruzzoForteeGentile：在删除单个元素的情况下，两种方法在成本方面完全相同。从被移除元素的位置到末尾的所有元素都需要复制/移动，并且只需要销毁最后一个元素。

【解决方案2】：

std::remove 只返回一个新的end() 迭代器，指向最后一个未移除元素之后的一个（从返回值到end() 的项目数将与要移除的项目数匹配，但是有不能保证它们的值与您删除的值相同 - 它们处于有效但未指定的状态）。这样做是为了使其适用于多种容器类型（基本上是 ForwardIterator 可以迭代的任何容器类型）。

std::vector::erase实际上是在调整大小后设置新的end()迭代器。这是因为vector 的方法实际上知道如何调整它的迭代器（std::list::erase、std::deque::erase 等也可以这样做）。

remove 组织给定容器以删除不需要的对象。容器的擦除功能实际上以容器需要的方式处理“删除”。这就是为什么它们是分开的。

【讨论】：

“在将所有已删除的项目移动到容器末尾之后” -- std::remove 不会这样做。最后的元素，从返回的位置开始，处于未指定状态。
由于remove基本上是将要删除的元素与不会删除的元素交换，所以返回到end()的位置都是将要删除的元素（并且仍在有效状态），但你是对的 - 不能保证它们“匹配”被换出的元素。我会澄清一点。
@ZacHowland：现在最大的不同是在 C++11 中，std::remove 允许使用移动赋值，这将导致范围 [result, end()) 只是移动- 从元素。这些元素的状态取决于相关类。
@ZacHowland，最自然的 remove 实现不会交换任何东西，它会覆盖。 remove 实质上是将所有未删除的项移到向量的头部，覆盖已删除的项。
@AdamBurry 我将“交换”这个词与“替换”互换使用，但是是的，这是正确的。

【解决方案3】：

标准库算法对序列进行操作。序列由一对迭代器定义；第一个指向序列中的第一个元素，第二个指向序列的末尾。就这样;算法不关心序列来自哪里。

标准库容器保存数据值，并提供一对迭代器，指定算法使用的序列。它们还提供了成员函数，可以利用容器的内部数据结构更有效地执行与算法相同的操作。

【讨论】：

【解决方案4】：

有点。诸如 remove 之类的算法在迭代器上工作（这是表示集合中元素的抽象），它们不一定知道它们正在操作哪种类型的集合 - 因此不能调用集合上的成员来进行实际的删除。

这很好，因为它允许算法在任何容器以及作为整个集合子集的范围上通用。

另外，正如您所说，为了提高性能 - 如果您只需要访问逻辑结束位置以传递给另一个算法，则可能不需要实际删除（和销毁）元素。

【讨论】：

【解决方案5】：

我认为这与需要直接访问矢量本身才能调整其大小有关。 std::remove 只能访问迭代器，所以它无法告诉向量“嘿，你现在有更少的元素”。

请参阅 yves Baumes 关于 std::remove 为何采用这种方式设计的回答。

【讨论】：

【解决方案6】：

std::remove 是一种来自 STL 的算法，它与容器完全无关。它需要一些概念，没错，但它被设计为也适用于 C 数组，它们的大小是静态的。

【讨论】：

【解决方案7】：

是的，这就是它的要点。请注意，erase 也受其他性能特征不同的标准容器支持（例如，list::erase 为 O(1)），而 std::remove 与容器无关，适用于任何类型的 forward iterator（因此它也适用于裸阵列）。

【讨论】：