为什么 std::for_each 是非修改序列操作？答案

【问题标题】：Why is std::for_each a non-modifying sequence operation?为什么 std::for_each 是非修改序列操作？
【发布时间】：2010-10-14 08:28:37
【问题描述】：

我刚刚在 C++ 标准中读到 std::for_each 是一个非修改序列操作，还有 find、search 等等。这是否意味着应用于每个元素的函数不应该修改它们？这是为什么？可能会出什么问题？

这是一个示例代码，其中修改了序列。你能看出它有什么问题吗？

void foo(int & i)
{
    i = 12;
}

int main()
{
    std::vector<int> v;
    v.push_back(0);

    std::for_each(v.begin(), v.end(), foo);
    // v now contains 12
}

我怀疑这只是一个解释问题，但我想听听您对此的看法。

PS：我知道我可以使用std::transform 代替for_each，但这不是重点。

【问题讨论】：

标签： c++ stl standards foreach

【解决方案1】：

很简单，您不能进行可能修改容器结构的更改。这是因为在一般情况下，修改容器会使正在使用的迭代器失效。

只要不改变容器的结构（比如容器中元素的顺序），就可以修改元素。

[加法]

请注意，for_each 是一种“非修改”算法似乎有些混淆。 Stroustrup 在“The C++ Programming Language, 3rd Ed”第 4 次印刷的勘误表中总结了这种令人困惑的情况。 (CPL) 关于for_each 是否可以修改序列的元素 (http://www.research.att.com/~bs/3rd_printing5.html) 有这样的说法：

“for_each() 算法被归类为非修改算法，因为它没有显式修改序列。但是，如果应用于非常量序列 for_each() 可能会更改序列的元素。例如，请参阅在 11.9 中使用 negate()。” （最近的标准决议）。

CPL 最初表明传递给for_each 的函数或函数对象不允许修改传递给它的元素。但是，CPL 是在标准最终确定之前编写和最初发布的，显然对for_each() 的限制在最终确定之前就被删除了。

另见：

http://www.angelikalanger.com/Articles/Cuj/03.ForeachTransform/ForEachTransform.html
litb's answer (http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/lwg-defects.html#475) 中提到的 C++ LWG 缺陷报告

【讨论】：

【解决方案2】：

我认为“非修改序列操作”意味着该操作不修改序列。但是操作可以修改容器元素。

容器元素和序列的值 - 不同的东西。

【讨论】：

【解决方案3】：

见this defect report他们说

LWG 认为标准中没有任何内容禁止修改序列元素的函数对象。问题是 for_each 在名为“非变异算法”的部分中，并且标题可能令人困惑。非规范性说明应阐明这一点。

但也要注意this one。

他们似乎称其为“非修改”，因为 for_each 本身并没有显式修改序列的元素。

【讨论】：

是的，我刚刚找到了相同的问题列表。正如我所想的，这只是一个解释问题（但我真的认为他们应该添加这个澄清说明）。
是的，我也这么认为。它还没有在n2800中。让我们看看下一个草案包含什么。由于该便笺具有 CD1 状态，因此很奇怪，它不再存在 :) 我怀疑他们将其删除是因为他们想为它制定一个概念。
不错的发现！在缺陷报告中特别注意这一点：“Stepanov 和 Lee 的原始 STL 文档明确禁止函数对象修改其参数”。我没有意识到这一点。

【解决方案4】：

如上所述，for_each 被归类为“非变异算法”

STL 的“变异”对应物是 std::transform。

既然你表明你知道你可以使用 std::transform，那么上面确实成为了重点。它是与阅读您的代码的人交流的一个点。

如果我看到 std::for_each，很明显，无论 foo 做什么，它都不会修改容器。

可以说明我遵循的准则：

"如果你希望使用容器的元素来完成一些不改变元素的任务，请使用 std::for_each。

如果您希望使用容器的元素以某种系统方式修改元素，或者在以某种方式更改它们的任务中使用它们，请使用 std::transform。"

【讨论】：