理解C++谓词(断言函数)

目录

1.  什么是谓词(断言函数)(predicate)？

2.  几个断言函数的定义

3.  用法示例

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1.  什么是谓词(断言函数)(predicate)？

         一直以来，很多书都翻译成“谓词”，是因为英语中对应的单词是“predicate”。但将这个称为“谓词”却很容易搞混淆，更准确地应称为“断言函数”。

         断言要求描述一个返回 BooleanTestable 值的可调用函数。BooleanTestable指定这种类型和值类别的表达式可转换为 bool 类型，并且该类型或两个不同 BooleanTestable 类型的逻辑运算符具有通常的行为。其本质是将这种简单重复判断的工作交给模板通用模块去处理，传递函数地址以方便通用模块内部调用逻辑判断函数，即将遍历对比任务交给通用板块。

         断言通常用于接受输入数据(单个对象/容器)和断言的算法，然后对输入数据调用断言来决定进一步的操作。C++ 标准库中的一些断言用法的例子有：

• std::all_of，std::any_of，std::none_of 将元素数组和断言作为输入。对各个输入元素调用断言函数，如果对于所有/任何/无元素，断言算法返回 true，则断言函数返回 true。

• std::find_if 取元素序列和断言。返回序列中断言返回值等于 true 的第一个元素。

2.  几个断言函数的定义

    几个断言函数其实是作为模板函数定义的：

定义于头文件 <algorithm>
template< class InputIt, class UnaryPred > bool all_of( InputIt first, InputIt last, UnaryPred p );	(1)	(since C++11) (constexpr since C++20)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPred > bool all_of( ExecutionPolicy&& policy,              ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPred p );	(2)	(since C++17)
template< class InputIt, class UnaryPred > bool any_of( InputIt first, InputIt last, UnaryPred p );	(3)	(since C++11) (constexpr since C++20)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPred > bool any_of( ExecutionPolicy&& policy,              ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPred p );	(4)	(since C++17)
template< class InputIt, class UnaryPred > bool none_of( InputIt first, InputIt last, UnaryPred p );	(5)	(since C++11) (constexpr since C++20)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class UnaryPred > bool none_of( ExecutionPolicy&& policy,               ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPred p );	(6)	(since C++17)

(1) 检查一元谓词 p 是否对范围 [first, last) 中的至少一个元素返回 false。

(3) 检查一元谓词 p 是否对范围 [first, last) 中的至少一个元素返回 true。

(5) 检查一元谓词 p 是否对范围 [first, last) 中的任何元素均不返回 true。

(2,4,6) 与 (1,3,5) 相同，但根据策略执行。

仅当满足以下所有条件时，这些重载才会参与重载决议：

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 是 true.	(until C++20)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 是 true.	(since C++20)

参数说明：

first ，last —— 定义要检查的元素之范围的成对迭代器。

Policy —— 执行检查的执行策略。

P —— 一元谓词(实际上是带一个参数的函数，返回值是bool ，实际调用时传函数地址)。

对于每一个类型为VT(可能是const)的参数v (其中 VT 是 InputIt 的值类型(ValueType)，与值类别无关，并且不能修改 v)，表达式 p(v) 必须能够转换为 bool。因此，不允许使用 VT& 的参数类型，也不允许使用 VT，除非对于 VT 来说，移动等同于复制(自 C++11 起)。​

类型要求：

InputIt 必须满足 LegacyInputIterator 的要求。

ForwardIt 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。

UnaryPred 必须满足 Predicate 的要求。

3.  用法示例

例1：

#include <algorithm>

#include <functional>

#include <iostream>

#include <iterator>

#include <numeric>

#include <vector>

 int main()

{

    std::vector<int> v(10, 2);

    std::partial_sum(v.cbegin(), v.cend(), v.begin());

    std::cout << "Among the numbers: ";

    std::copy(v.cbegin(), v.cend(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));

    std::cout << '\n';

     if (std::all_of(v.cbegin(), v.cend(), [](int i) { return i % 2 == 0; }))

        std::cout << "All numbers are even\n";

     if (std::none_of(v.cbegin(), v.cend(), std::bind(std::modulus<>(),

                                                     std::placeholders::_1, 2)))

        std::cout << "None of them are odd\n";

     struct DivisibleBy

    {

        const int d;

        DivisibleBy(int n) : d(n) {}

        bool operator()(int n) const { return n % d == 0; }

    };

     if (std::any_of(v.cbegin(), v.cend(), DivisibleBy(7)))

        std::cout << "At least one number is divisible by 7\n";

}

输出：

Among the numbers: 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

All numbers are even

None of them are odd

At least one number is divisible by 7

例2：

#include <iostream>

#include <vector>

#include <algorithm>

using namespace std;

bool is_even(int n) {

   return (n % 2 == 0);

}

int main(void) {

   vector<int> v = {2, 4, 6, 8, 10};

   bool result;

   result = all_of(v.begin(), v.end(), is_even);

   if (result == true)

      cout << "Vector contains all even numbers." << endl;

   v[0] = 1;

   result = all_of(v.begin(), v.end(), is_even);

   if (result == false)

      cout << "Vector doesn't contain all even numbers." << endl;

   return 0;

}