std::exclusive_scan

定义于头文件 `<numeric>`
template< class InputIt, class OutputIt, class T > OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, T init );	(1)	(C++17 起) (C++20 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class T > ForwardIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first, T init );	(2)	(C++17 起)
template< class InputIt, class OutputIt, class T, class BinaryOp > OutputIt exclusive_scan( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, T init, BinaryOp op );	(3)	(C++17 起) (C++20 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class T, class BinaryOp > ForwardIt2 exclusive_scan( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first, ForwardIt1 last, ForwardIt2 d_first, T init, BinaryOp op );	(4)	(C++17 起)

1) 等价于 exclusive_scan(first, last, d_first, init, std::plus<>()。

3) 使用 op 计算专属前缀和。

对于 [0, std::distance(first, last)) 中的每个整数 i，依次执行以下操作：

创建一个序列，它由 init 及其后按顺序排列的 [first, iter) 范围内的元素组成，其中 iter 是 first 的第 i 个迭代器。
计算该序列在 op 上的广义非交换和。
将结果赋给 *dest，其中 dest 是 d_first 的第 i 个迭代器。

2,4) 同 (1,3)，但按 policy 执行。

仅当满足所有以下条件时，这些重载才参与重载决议

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(C++20 前)
std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 为 true。	(C++20 起)

序列在二元操作 binary_op 上的广义非交换和定义如下：

如果序列只有一个元素，则和就是该元素的值。
否则，按顺序执行以下操作：

从序列中选择任意两个相邻元素 elem1 和 elem2。
计算 binary_op(elem1, elem2) 并用结果替换序列中的这两个元素。
重复步骤 1 和 2，直到序列中只剩下一个元素。

给定 binary_op 作为实际的二元操作，

如果 binary_op 不满足结合律（例如浮点加法），则结果是不确定的。

如果以下任一值不能转换为 `T`，则程序是病态的：

binary_op(init, *first)
binary_op(init, init)
binary_op(*first, *first)

如果满足以下任何条件，则行为是未定义的：

T 不是可移动构造 (MoveConstructible) 的。
binary_op 修改 [first, last) 的任何元素。
binary_op 使 [first, last] 的任何迭代器或子范围失效。

first, last	-	定义要求和元素的范围的迭代器对
d_first	-	目标范围的起始；可以等于 first
policy	-	要使用的执行策略
init	-	初始值
op	-	二元函数对象，将应用于解引用输入迭代器的结果、其他 op 的结果以及 init
类型要求
- `InputIt` 必须满足 LegacyInputIterator 的要求。
- `OutputIt` 必须满足 LegacyOutputIterator 的要求。
- `ForwardIt1, ForwardIt2` 必须满足旧式前向迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。

[编辑] 返回值

指向最后一个写入元素之后的元素的迭代器。

[编辑] 复杂度

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

1,2)

O(N)

次 std::plus<>() 调用。

3,4)

O(N)

次 op 调用。

[编辑] 异常

带有模板参数 ExecutionPolicy 的重载按如下方式报告错误

如果作为算法一部分调用的函数抛出异常，并且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，则调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为是实现定义的。
如果算法未能分配内存，则抛出 std::bad_alloc。

[编辑] 示例

运行此代码

#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::vector data{3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};
 
    std::cout << "Exclusive sum: ";
    std::exclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                        0);
 
    std::cout << "\nInclusive sum: ";
    std::inclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
 
    std::cout << "\n\nExclusive product: ";
    std::exclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                        1, std::multiplies<>{});
 
    std::cout << "\nInclusive product: ";
    std::inclusive_scan(data.begin(), data.end(),
                        std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "),
                        std::multiplies<>{});
}

输出

Exclusive sum: 0 3 4 8 9 14 23 25
Inclusive sum: 3 4 8 9 14 23 25 31
 
Exclusive product: 1 3 3 12 12 60 540 1080
Inclusive product: 3 3 12 12 60 540 1080 6480

[编辑] 参阅

adjacent_difference	计算一个范围内相邻元素之间的差值 (函数模板) [编辑]
accumulate	对一个范围的元素进行求和或折叠 (函数模板) [编辑]
partial_sum	计算一个范围元素的部分和 (函数模板) [编辑]
transform_exclusive_scan (C++17)	应用一个可调用对象，然后计算排除扫描 (函数模板) [编辑]
inclusive_scan (C++17)	类似于 std::partial_sum，将第 $i$ 个输入元素包含在第 $i$ 个和中 (函数模板) [编辑]

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