将 std::transform 与 std::back_inserter 一起使用是否有效？

Question

Cppreference 有这个std::transform 的示例代码：

std::vector<std::size_t> ordinals;
std::transform(s.begin(), s.end(), std::back_inserter(ordinals),
               [](unsigned char c) -> std::size_t { return c; });

但它也说：

std::transform 不保证unary_op 或binary_op 的按顺序应用。要将函数按顺序应用于序列或应用修改序列元素的函数，请使用std::for_each。

这大概是为了允许并行实现。但是std::transform 的第三个参数是LegacyOutputIterator，它对++r 具有以下后置条件：

在此操作之后，r 不需要是可递增的，并且 r 的先前值的任何副本都不再需要是可取消引用或可递增的。

所以在我看来，输出的分配必须按顺序进行。它们是否只是意味着unary_op 的应用程序可能出现故障，并存储到临时位置，但按顺序复制到输出？这听起来不像是你想做的事情。

大多数 C++ 库实际上还没有实现并行执行器，但微软已经实现了。我很确定this 是相关代码，我认为它调用this populate() function 将迭代器记录到输出块中，这肯定不是一个有效的做法，因为@987654339 @ 可以通过增加它的副本来失效。

我错过了什么？

Answer 1

来自n4385：

§25.6.4 变换：

template<class InputIterator, class OutputIterator, class UnaryOperation>
constexpr OutputIterator
transform(InputIterator first1, InputIterator last1, OutputIterator result, UnaryOperation op);

template<class ExecutionPolicy, class ForwardIterator1, class ForwardIterator2, class UnaryOperation>
ForwardIterator2
transform(ExecutionPolicy&& exec, ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1, ForwardIterator2 result, UnaryOperation op);

template<class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator, class BinaryOperation>
constexpr OutputIterator
transform(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, OutputIterator result, BinaryOperation binary_op);

template<class ExecutionPolicy, class ForwardIterator1, class ForwardIterator2, class ForwardIterator, class BinaryOperation>
ForwardIterator
transform(ExecutionPolicy&& exec, ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1, ForwardIterator2 first2, ForwardIterator result, BinaryOperation binary_op);

§23.5.2.1.2 back_inserter

template<class Container>
constexpr back_insert_iterator<Container> back_inserter(Container& x);

返回：back_insert_iterator(x)。

§23.5.2.1 类模板 back_insert_iterator

using iterator_category = output_iterator_tag;

所以std::back_inserter 不能与std::transform 的并行版本一起使用。支持输出迭代器的版本使用输入迭代器从其源中读取。由于输入迭代器只能前后递增（第 23.3.5.2 节输入迭代器）并且只有顺序（ie 非并行）执行，因此必须在它们和输出迭代器之间保留顺序.

Answer 2

所以我错过的是并行版本采用LegacyForwardIterators，而不是LegacyOutputIterator。 LegacyForwardIterator 可以递增而不会使它的副本无效，因此很容易使用它来实现无序并行std::transform。

我认为std::transform 的非并行版本必须按顺序执行。要么 cppreference 是错误的，要么标准可能只是隐含了这个要求，因为没有其他方法可以实现它。 （霰弹枪不是涉水通过标准找出来的！）

Answer 3

我相信转换可以保证按顺序处理。根据[back.insert.iterator]，std::back_inserter_iterator 是一个输出迭代器（其iterator_category 成员类型是std::output_iterator_tag 的别名）。

因此，std::transform 对于如何进行下一次迭代别无选择，只能在 result 参数上调用成员 operator++。

当然，这仅对没有执行策略的重载有效，其中std::back_inserter_iterator 可能无法使用（它不是转发迭代器）。

---

顺便说一句，我不会用 cppreference 中的引号来争论。那里的陈述通常不精确或简化。在这些情况下，最好查看 C++ 标准。其中，关于std::transform，没有关于操作顺序的引用。

Answer 4

1) 标准中的输出迭代器要求完全被打破。见LWG2035。

2) 如果您使用纯输出迭代器和纯输入源范围，那么算法在实践中几乎无能为力；它别无选择，只能按顺序写。 （然而，一个假设的实现可以选择特殊情况下它自己的类型，比如std::back_insert_iterator<std::vector<size_t>>；我不明白为什么任何实现都想在这里这样做，但允许这样做。）

3) 标准中的任何内容都不能保证transform 按顺序应用转换。我们正在研究实现细节。

std::transform 只需要输出迭代器并不意味着它不能检测更高的迭代器强度并在这种情况下重新排序操作。实际上，算法始终根据迭代器强度调度，并且它们对特殊迭代器类型（如指针或向量迭代器）始终进行特殊处理。

当标准想要保证特定的顺序时，它知道怎么说（参见std::copy 的“从first 开始并继续到last”）。