为什么是`copy_n`、`fill_n`和`generate_n`？

Question

为什么在 C++11 中提供了 copy、fill 和 generate 的 _n 版本，为什么只提供这些算法？

Answer 1

一般来说，STL 只提供原语，人们可以从中定义合适的变体。

SGI 文档为提供您指出的例外情况提供了以下理由：

• copy_n 适用于不是前向迭代器的输入迭代器。

• fill_n 和 generate_n 适用于不是正向迭代器的输出迭代器。

正如@Jared Hoberock 在 cmets 中指出的那样，<memory>header 还具有 uninitialized_ 版本的 copy_n 和 fill_n，它们是已知计数时的优化版本。

C++11 提供了一些其他便利的包装器（例如 find_if_not），但是有了 lambda 谓词，这样的包装器变得更容易自己编写。

注意：还有一个search_n，但这与search 的语义不同，因为后者将查看两个输入范围之间的重叠，而前者将查看单个输入范围中的连续元素输入范围。

Answer 2

我们以std::generate() 和std::generate_n() 为例。前者采用ForwardIterators，指向范围的开始和结束，后者是OutputIterator。这具有微妙的含义，例如：

#include <algorithm>
#include <vector>

int main() {

  std::vector<int> v;

  v.resize(5); // <-- Elements constructed!!!

  std::generate(v.begin(), v.end(), [](){ return 42; });

  std::vector<int> w;

  w.reserve(5); // Space only reserved but not initialized

  std::generate_n(std::back_inserter(w), 5, [](){ return 42; });

}

这足以让我证明这两个版本的存在是正确的。

您说得对，在许多用例中，这些功能的功能重叠，其中一个可能看起来多余。

为什么只有这些算法？

可能是因为还没有人为其他算法提出_n 版本。正如TemplateRex 链接的那样，也可能有std::iota_n()：What would be a good implementation of iota_n (missing algorithm from the STL)?

Answer 3

Alexander Stepanov（STL 的原始设计师）在他的优秀视频系列Efficient Programming with Components 中讨论了这个问题（以及许多其他问题）。他最初提出了许多其他_n 个 STL 算法的变体，但当 STL 最初标准化时，它们并没有被接受。有些是为 C++11 重新添加的，但仍有一些他认为应该可用但缺失了。

_n 种算法变体之所以有用有很多原因。您可能有一个输入迭代器或输出迭代器，您知道它们可以产生或消耗 n 个元素，但您没有办法获得合适的结束迭代器。您可能有一个容器类型，例如您知道对于操作来说足够大的列表，但它并没有为您提供一种有效的方法来获取超出您的开始迭代器的 n 个位置的迭代器。您可能有一个像 binary_search / lower_bound 这样的算法，它最自然地以计数范围表示。当您已经有 n 但没有结束迭代器并且必须生成一个来调用算法的非 _n 变体时，这可能会更方便。