在 for-each 循环中擦除向量的一些元素，而不迭代整个向量

Question

我有一个向量，我正在其中搜索一个元素，同时使用 for-each 循环遍历该向量。如果在搜索过程中发现任何无效元素，我想将它们从向量中删除。

基本上，我想做这样的事情：

for (auto el : vec) {
    if (el == whatImLookingFor) {
        return el;
    } else if (isInvalid(el)) {
        vec.erase(el);
    }
}

我查看了一些其他问题，例如 this 和 this，但都建议使用 std::remove_if。这将遍历整个向量并删除所有无效元素，而不是仅在找到我要查找的元素之前进行迭代，然后忽略之后的任何元素。

什么是这样做的好方法？

Answer 1

我很好奇它的性能，所以我跑了一个quick naive benchmark 比较Benjamin's find then partial clean 和hnefatl's for-loop。 Benjamin 的确实更快：快 113 倍。感人的。

但我很好奇大部分计算的去向，因为它大于 remove_if 和 find 的总和，这两个函数是实际遍历数组的唯一函数。然而，事实证明，他的代码中的vec.erase 行实际上非常慢。这是因为在remove_if 中，他正在清理从开始到找到值的位置的区域，这导致数组中间与无效值之间存在间隙。然后vec.erase 必须复制剩余的值以填补空白并最终调整数组的大小。

我用全尺寸的remove_if/vec.erase 和find 进行了第三次测试，所以最后出现了间隙，不需要复制，只是截断。结果证明它快了大约 15%，并且使整个向量保持干净。请注意，这假设测试有效性是便宜的。正如克里斯在 cmets 中指出的那样，如果不仅仅是几个简单的比较，本杰明的答案将毫无疑问地获胜。

代码

auto p = std::remove_if(vec.begin(), vec.end(), isInvalid);
vec.erase(p, vec.end());
return std::find(vec.begin(), vec.end(), whatImLookingFor);

The Benchmark

Answer 2

您仍应使用std::remove_if，只需提前致电std::find。

auto el = std::find(vec.begin(), vec.end(), whatImLookingFor);
auto p = std::remove_if(vec.begin(), el, isInvalid);

// returns the iterator, not the element itself.
// if the element is not found, el will be vec.end()
return vec.erase(p, el);

这通常比一次删除一个元素更有效。

Answer 3

正如@BenjaminLindley 和@JMerdich 所指出的，对于所述问题，两遍方法可能更简单、更有效。

在实际情况下，可能需要进行一些昂贵的计算来确定元素是否无效或确定元素是否是我们正在寻找的元素：

在这种情况下，两遍方法变得不太理想，因为它会导致我们进行两次昂贵的计算。

但可以在循环内多次调用 std::vector::erase 的情况下执行单遍方法。自己写std::remove_if 并不难，那么我们可以让它同时做这两项检查。最后我们仍然只调用一次std::vector::erase：

std::vector<T>::iterator 
findAndRemoveInvalid(std::vector<T>& vec, U whatImLookingFor) {

  // Find first invalid element - or element you are looking for
  auto first = vec.begin();
  for(;first != vec.end(); ++first) {
    auto result = someExpensiveCalculation(*first);
    if (result == whatImLookingFor)
      return first;  
    if (isInvalid(result))
      break;
  }
  if (first == vec.end())
    return first;

  // Find subsequent valid elements - or element you are looking for
  auto it = first + 1;
  for(;it != vec.end(); it++) {
    auto result = someExpensiveCalculation(*it);
    if (result == whatImLookingFor)
      break;
    if (!isInvalid(result)) {
      *first++ = std::move(*it);  // shift valid elements to the start
      continue;
    }
  }

  // erase defunct elements and return iterator to the element
  // you are looking for, or vec.end() if not found.
  return vec.erase(first, it);
}

Live demo.

这显然更复杂，所以首先衡量性能。

Answer 4

这是一种保持循环结构的直观方法——虽然它只执行单遍，但由于repeated erasing it's likely to be less efficient 而不是两遍方法。对于这种更有效的方法，you should use Benjamin Lindley's answer。

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修改您提供的answer to the first link 中的代码，看起来像这样符合您的规范：

for (auto i = vec.begin(); i != vec.end();)
{
    if (*i == whatImLookingFor)
        return i;
    else if (isInvalid(*i))
        i = vec.erase(i);       // slow, don't use this version for real
    else
        ++i;
}

• 如果我们找到您要搜索的元素，我们会返回一个迭代器。
• 如果我们沿途发现无效元素（但不是在所需元素之后），我们会将其删除。
• 我们通过保留从erase 返回的迭代器来避免迭代器失效。

您仍然需要处理未找到元素的情况，可能通过返回vec.end()。

Answer 5

如果使用break 退出的简单循环对您来说过于原始，我建议使用std::find() 获取搜索元素的迭代器，然后使用vector.erase() 删除其他元素。