std::copy，std::copy_if

在头文件 `<algorithm>` 中定义
template< class InputIt, class OutputIt > OutputIt copy( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first );	(1)	(从 C++20 开始为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2 > ForwardIt2 copy( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first );	(2)	(从 C++17 开始)
template< class InputIt, class OutputIt, class UnaryPred > OutputIt copy_if( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, UnaryPred pred );	(3)	(从 C++11 开始) (从 C++20 开始为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class UnaryPred > ForwardIt2 copy_if( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first, UnaryPred pred );	(4)	(从 C++17 开始)

将由 [first, last) 定义的范围内的元素复制到另一个以 d_first 开头的范围（复制目标范围）。

1) 复制范围 [first, last) 中的所有元素，从 first 开始，一直到 last。

如果 d_first 位于 [first, last) 中，则行为未定义。在这种情况下，可以使用 std::copy_backward 来代替。

2) 复制元素，但根据 policy 执行。

此重载仅在以下情况下参与重载解析：

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(直到 C++20)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(从 C++20 开始)

如果 [first, last) 和复制目标范围重叠，则行为未定义。

3) 仅复制谓词 pred 返回 true 的元素。此复制算法是稳定的：复制元素的相对顺序将保留。

如果 [first, last) 和复制目标范围重叠，则行为未定义。

4) 与 (3) 相同，但根据 policy 执行。

此重载仅在以下情况下参与重载解析：

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(直到 C++20)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(从 C++20 开始)

[编辑] 参数

first，last	-	要复制的元素范围
d_first	-	目标范围的开头
policy	-	要使用的执行策略。有关详细信息，请参阅执行策略。
pred	-	一元谓词，对于所需元素返回 true。表达式 pred(v) 必须可转换为 bool，对于类型为 (可能为 const) `VT` 的所有参数 `v`，其中 `VT` 是 `InputIt` 的值类型，与值类别无关，并且不能修改 `v`。因此，不允许使用 VT& 的参数类型，也不能使用 VT，除非 `VT` 的移动等效于复制(自 C++11 起)。
类型要求
- `InputIt` 必须满足 LegacyInputIterator 的要求。
- `OutputIt` 必须满足 LegacyOutputIterator 的要求。
- `ForwardIt1, ForwardIt2` 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。
- `UnaryPred` 必须满足 Predicate 的要求。

[编辑] 返回值

指向目标范围中最后一个复制元素的下一个元素的输出迭代器。

[编辑] 复杂度

给定 $\scriptsize N$ $N$ 为 std::distance(first, last)

1,2) 恰好

N

次赋值。

3,4) 恰好

N

次对谓词 pred 的应用，最多

N

次赋值。

对于具有 ExecutionPolicy 的重载，如果 ForwardIt1 的值类型不是 MoveConstructible，则可能会产生性能成本。

[编辑] 异常

具有名为 ExecutionPolicy 的模板参数的重载报告错误如下：

如果作为算法一部分调用的函数执行时抛出异常，并且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，则调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
如果算法无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc。

[编辑] 可能的实现

copy (1)

template<class InputIt, class OutputIt>
OutputIt copy(InputIt first, InputIt last,
              OutputIt d_first)
{
    for (; first != last; (void)++first, (void)++d_first)
        *d_first = *first;
 
    return d_first;
}

copy_if (3)

template<class InputIt, class OutputIt, class UnaryPred>
OutputIt copy_if(InputIt first, InputIt last,
                 OutputIt d_first, UnaryPred pred)
{
    for (; first != last; ++first)
        if (pred(*first))
        {
            *d_first = *first;
            ++d_first;
        }
 
    return d_first;
}

[编辑] 注释

在实践中，std::copy 的实现会避免多次赋值，并使用诸如 std::memmove 之类的批量复制函数，如果值类型是 TriviallyCopyable 并且迭代器类型满足 LegacyContiguousIterator。

在复制重叠范围时，当复制到左侧时（目标范围的开头位于源范围之外）std::copy 是合适的，而当复制到右侧时（目标范围的结尾位于源范围之外）std::copy_backward 是合适的。

[编辑] 示例

以下代码使用 std::copy 来复制一个 std::vector 的内容到另一个 std::vector，并显示生成的 std::vector。

运行此代码

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::vector<int> from_vector(10);
    std::iota(from_vector.begin(), from_vector.end(), 0);
 
    std::vector<int> to_vector;
    std::copy(from_vector.begin(), from_vector.end(),
              std::back_inserter(to_vector));
// or, alternatively,
//  std::vector<int> to_vector(from_vector.size());
//  std::copy(from_vector.begin(), from_vector.end(), to_vector.begin());
// either way is equivalent to
//  std::vector<int> to_vector = from_vector;
 
    std::cout << "to_vector contains: ";
 
    std::copy(to_vector.begin(), to_vector.end(),
              std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << '\n';
 
    std::cout << "odd numbers in to_vector are: ";
 
    std::copy_if(to_vector.begin(), to_vector.end(),
                 std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                 [](int x) { return x % 2 != 0; });
    std::cout << '\n';
 
    std::cout << "to_vector contains these multiples of 3: ";
 
    to_vector.clear();
    std::copy_if(from_vector.begin(), from_vector.end(),
                 std::back_inserter(to_vector),
                 [](int x) { return x % 3 == 0; });
 
    for (const int x : to_vector)
        std::cout << x << ' ';
    std::cout << '\n';
}

可能的输出

to_vector contains: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
odd numbers in to_vector are: 1 3 5 7 9
to_vector contains these multiples of 3: 0 3 6 9

[编辑] 缺陷报告

以下行为更改缺陷报告被追溯应用于以前发布的 C++ 标准。

DR	应用于	已发布的行为	正确的行为
LWG 2039	C++11	`std::copy_if` 的返回值未指定	指定
LWG 2044	C++11	`std::copy_if` 的稳定性未定义	定义

[编辑] 另请参阅

copy_backward	以反向顺序复制一系列元素 (函数模板) [编辑]
reverse_copy	创建一个反转的范围副本 (函数模板) [编辑]
copy_n (C++11)	将一定数量的元素复制到新位置 (函数模板) [编辑]
fill	将给定值复制分配给范围内的每个元素 (函数模板) [编辑]
remove_copyremove_copy_if	复制一系列元素，省略满足特定条件的元素 (函数模板) [编辑]
ranges::copyranges::copy_if (C++20)(C++20)	将一系列元素复制到新位置 (niebloid)[编辑]

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