我如何有效地从 forward_list 中删除_if 只有一个元素？

Question

嗯，我认为这个问题几乎可以概括。我有一个独特项目的 forward_list，并想从中删除一个项目：

std::forward_list<T> mylist;
// fill with stuff

mylist.remove_if([](T const& value)
  {
    return value == condition;
  });

我的意思是，这种方法工作正常，但效率低下，因为一旦找到并删除该项目，它就会继续搜索。有更好的方法还是我需要手动完成？

Answer 1

如果只想删除第一个匹配项，可以使用std::adjacent_find 后跟成员erase_after

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <forward_list>
#include <iostream>
#include <ios>
#include <iterator>

// returns an iterator before first element equal to value, or last if no such element is present
// pre-condition: before_first is incrementable and not equal to last
template<class FwdIt, class T>
FwdIt find_before(FwdIt before_first, FwdIt last, T const& value)
{
    assert(before_first != last);
    auto first = std::next(before_first);
    if (first == last) return last;
    if (*first == value) return before_first;
    return std::adjacent_find(first, last, [&](auto const&, auto const& R) { 
        return R == value; 
    });
}

int main() 
{
    auto e = std::forward_list<int>{};
    std::cout << std::boolalpha << (++e.before_begin() == end(e)) << "\n";
    std::cout << (find_before(e.before_begin(), end(e), 0) == end(e)) << "\n";

    auto s = std::forward_list<int>{ 0 };
    std::cout << (find_before(s.before_begin(), end(s), 0) == s.before_begin()) << "\n";

    auto d = std::forward_list<int>{ 0, 1 };
    std::cout << (find_before(d.before_begin(), end(d), 0) == d.before_begin()) << "\n";
    std::cout << (find_before(d.before_begin(), end(d), 1) == begin(d)) << "\n";
    std::cout << (find_before(d.before_begin(), end(d), 2) == end(d)) << "\n";

    // erase after
    auto m = std::forward_list<int>{ 1, 2, 3, 4, 1, 3, 5 };
    auto it = find_before(m.before_begin(), end(m), 3);
    if (it != end(m)) 
        m.erase_after(it);
    std::copy(begin(m), end(m), std::ostream_iterator<int>(std::cout, ","));
}

Live Example

一旦找到匹配项，这将停止。请注意，adjacent_find 采用二元谓词，通过仅比较第二个参数，我们在要删除的元素之前得到一个迭代器，因此 erase_after 可以实际删除它。复杂性是O(N)，所以你不会比这更有效。

Answer 2

FWIW，这是另一个简短的版本

template< typename T, class Allocator, class Predicate >
bool remove_first_if( std::forward_list< T, Allocator >& list, Predicate pred )
{
    auto oit = list.before_begin(), it = std::next( oit );
    while( it != list.end() ) {
        if( pred( *it ) ) { list.erase_after( oit ); return true; }
        oit = it++;
    }
    return false;
}

Answer 3

将不得不推出自己的...

template <typename Container, typename Predicate>
void remove_first_of(Container& container, Predicate p)
{
  auto it = container.before_begin();
  for (auto nit = std::next(it); ; it = nit, nit = std::next(it))
  {
    if (nit == container.end())
      return;
    if (p(*nit))
    {
      container.erase_after(it);
      return;
    }
  }
}

一个更完整的例子...

Answer 4

标准库中没有可以直接应用的东西。其实是有的。请参阅@TemplateRex 的答案。

您也可以自己编写（尤其是如果您想将搜索与擦除结合起来），如下所示：

template <class T, class Allocator, class Predicate>
bool remove_first_if(std::forward_list<T, Allocator> &list, Predicate pred)
{
  auto itErase = list.before_begin();
  auto itFind = list.begin();
  const auto itEnd = list.end();
  while (itFind != itEnd) {
    if (pred(*itFind)) {
      list.erase_after(itErase);
      return true;
    } else {
      ++itErase;
      ++itFind;
    }
  }
  return false;
}

Answer 5

当我在 80 年代初学习编程时，这种东西曾经是一个标准练习。回忆一下这个解决方案可能会很有趣，并将其与 C++ 中可以做的事情进行比较。实际上那是在 Algol 68 中，但我不会把它强加给你并把它翻译成 C。鉴于

typedef ... T;
typedef struct node *link;
struct node { link next; T data; };

可以写，意识到如果可以断开第一个节点的链接，则需要传递列表头指针的地址：

void search_and_destroy(link *p_addr, T y)
{
  while (*p_addr!=NULL && (*p_addr)->data!=y)
    p_addr = &(*p_addr)->next;
  if (*p_addr!=NULL)
  {
    link old = *p_addr;
    *p_addr = old->next; /* unlink node */
    free(old); /* and free memory */
  }
}

那里出现了很多*p_addr；它是最后一个，它是赋值的 LHS，这就是首先需要指针地址的原因。请注意，尽管有明显的复杂性，p_addr = &(*p_addr)->next; 语句只是将指针替换为其指向的值，然后添加一个偏移量（此处为 0）。

可以引入一个辅助指针value来让代码轻一点，如下

void search_and_destroy(link *p_addr, T y)
{
  link p=*p_addr;
  while (p!=NULL && p->data!=y)
    p=*(p_addr = &p->next);
  if (p!=NULL)
  {
    *p_addr = p->next;
    free(p);
  }
}

但这基本上是相同的代码：任何体面的编译器都应该意识到指针值*p_addr 在第一个示例中连续多次使用，并将其保存在寄存器中。

现在有了std::forward_list<T>，我们不能访问链接节点的指针，而是让那些尴尬的“迭代器在实际操作之前指向一个节点”。我们的解决方案变成了

void search_and_destroy(std::forward_list<T> list, T y)
{
  std::forward_list<T>::iterator it = list.before_begin();
  const std::forward_list<T>::iterator NIL = list.end();

  while (std::next(it)!=NIL && *std::next(it)!=y)
    ++it;
  if (std::next(it)!=NIL)
    list.erase_after(it);
}

同样，我们可以保留第二个迭代器变量来保存 std::next(it)，而不必每次都将其拼写出来（当我们增加 it 时不要忘记刷新它的值），并且基本上得到 Daniel Frey 的答案。 （我们可以改为尝试使该变量成为*T 类型的指针，等于&*std::next(it)，这足以我们使用它，但实际上要确保它成为空指针有点麻烦当std::next(it)==NIL，作为标准不会让我们采取&*NIL）。

我不禁感到，自古以来，这个问题的解决方案并没有变得更加优雅。