Книга: Эффективное использование STL

Совет 36. Правильно реализуйте copy_if

Совет 36. Правильно реализуйте copy_if

В STL имеется 11 алгоритмов, в именах которых присутствует слово copy:

copy            copy_backward
replace_copy    reverse_copy
replace_copy_if unique_copy
remove_copy     rotate_copy
remove_copy_if  partial_sort_copy
uninitialized_copy

Но как ни странно, алгоритма copy_if среди них нет. Таким образом, вы можете вызывать replace_copy_if и remove_copy_if, к вашим услугам copy_backward и reverse_copy, но если вдруг потребуется просто скопировать элементы интервала, удовлетворяющие определенному предикату, вам придется действовать самостоятельно.

Предположим, имеется функция для отбора «дефектных» объектов Widget:

bool isDefective(const Widget& w);

Требуется скопировать все дефектные объекты Widget из вектора в cerr. Если бы алгоритм copy_if существовал, это можно было бы сделать так:

vector<Widget> widgets;
…
copy_if(widgets.begin(), widgets.end(), // He компилируется -
 ostream_iterator<Widget>(cerr, "n"),  // в STL не существует
 isDefective);                          // алгоритма copy_if

По иронии судьбы алгоритм copy_if входил в исходную версию STL от Hewlett Packard, которая была заложена в основу библиотеки STL, ставшей частью стандартной библиотеки C++. В процессе сокращения HP STL до размеров, подходящих для стандартизации, алгоритм copy_if остался за бортом.

В книге «The C++ Programming Language» [7] Страуструп замечает, что реализация copy_if выглядит элементарно — и он прав, но это вовсе не означает, что каждый программист сразу придет к нужному решению. Например, ниже приведена вполне разумная версия copy_if, которую предлагали многие программисты (в том числе и я):

template<typename InputIterator, // Не совсем правильная
 typename OutputIterator,        // реализация copy_if
 typename Predicate>
OutputIterator copy_if(InputIterator begin, InputIterator end,
 OutputIterator destBegin, Predicate p) {
 return remove_copy_if(begin, end, destBegin, not1(p));
}

Решение основано на простом факте: хотя STL не позволяет сказать «скопировать все элементы, для которых предикат равен true», но зато можно потребовать «скопировать все элементы, кроме тех, для которых предикат неравен true». Создается впечатление, что для реализации copy_if достаточно поставить not1 перед предикатом, который должен передаваться copy_if, после чего передать полученный предикат remove_copy_if. Результатом является приведенный выше код.

Если бы эти рассуждения были верны, копирование дефектных объектов Widget можно было бы произвести следующим образом:

copy_if(widgets.begin(), widgets.end(), // Хорошо задумано,
 ostream_iterator<Widget>(cerr, "n"),  // но не компилируется
 isDefective);

Компилятор недоволен попыткой применения not1 к isDefective (это происходит внутри copy_if). Как объясняется в совете 41, not1 не может напрямую применяться к указателю на функцию — сначала указатель должен пройти через ptr_fun. Чтобы вызвать эту реализацию copy_if, необходимо передать не просто объект функции, а адаптируемый объект функции. Сделать это несложно, однако возлагать эти хлопоты на будущих клиентов алгоритма STL нельзя. Стандартные алгоритмы STL никогда не требуют, чтобы их функторы были адаптируемыми, поэтому нельзя предъявлять это требование к copy_if. Приведенная выше реализация хороша, но недостаточно хороша.

Правильная реализация copy_if должна выглядеть так:

template<typename InputIterator, // Правильная
 typename OutputIterator,        // реализация copy_if
 typename Predicate>
OutputIterator copy_if(InputIterator begin, InputIterator end,
 OutputIterator destBegin, Predicate p) {
 while (begin != end) {
  if (p(*begin)) *destBegn++ = *begin;
  ++begin;
 }
 return destBegn;
}

Поскольку алгоритм copy_if чрезвычайно полезен, а неопытные программисты STL часто полагают, что он входит в библиотеку, можно порекомендовать разместить реализацию copy_if — правильную реализацию! — в локальной вспомогательной библиотеке и использовать ее в случае надобности.

Оглавление книги