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std::ranges::fold_left

ja.cppreference.net より
 
 
アルゴリズムライブラリ
制約付きアルゴリズムと範囲に対するアルゴリズム (C++20)
制約付きアルゴリズム、例: ranges::copy、ranges::sort、...
ソートと関連操作
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(C++11)    

ソート操作
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(分割された範囲に対する)
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(C++11)
(C++17)
辞書比較操作
置換操作


 
制約付きアルゴリズム
このメニュー内のすべての名前は名前空間std::ranges
に属します
(C++23)
unique_copy
stable_partition
partial_sort_copy
equal_range
set_symmetric_difference
pop_heap
clamp
prev_permutation
fold_left_first  
fold_right
fold_right_last  
fold_left_with_iter
fold_left_first_with_iter
(C++23)
iota            
(C++23)
generate_random
(C++26)
uninitialized_value_construct_n
 
(C++23)<algorithm>
ヘッダ
template< std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class T,
          /* indirectly-binary-left-foldable */<T, I> F >
constexpr auto fold_left( I first, S last, T init, F f );
で定義 呼び出しシグネチャ
(1)
template< std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
          class T = std::iter_value_t<I>,
          /* indirectly-binary-left-foldable */<T, I> F >
constexpr auto fold_left( I first, S last, T init, F f );
(C++23以降)
template< ranges::input_range R, class T,
          /* indirectly-binary-left-foldable */
              <T, ranges::iterator_t<R>> F >
constexpr auto fold_left( R&& r, T init, F f );
(C++26まで) (C++26以降)
(2)
template< ranges::input_range R, class T = ranges::range_value_t<R>,
          /* indirectly-binary-left-foldable */
              <T, ranges::iterator_t<R>> F >
constexpr auto fold_left( R&& r, T init, F f );
(C++23以降)
(C++26まで)
template< class F, class T, class I >
concept /* indirectly-binary-left-foldable */ = /* see description */;
(C++26以降) ヘルパーコンセプト (3) (

説明用のみ*)与えられた範囲の要素を左畳み込みします。すなわち、以下の連鎖式の評価結果を返します:
f(f(f(f(init, x1), x2), ...), xn)、ここでx1、x2、...、xnは範囲の要素です。

非形式的には、ranges::fold_leftは、二項述語を受け取るstd::accumulateのオーバーロードのように動作します。

[first, last)が有効な範囲でない場合、動作は未定義です。

1) 範囲は[first, last)です。以下と同等: return ranges::fold_left_with_iter(std::move(first), last, std::move(init), f).value.
2) (1)と同じですが、を範囲として使用する点が異なり、をrとして、ranges::begin(r)をfirstとして、ranges::end(r)をlastとして使用するのと同等です。
3) 以下と同等:
ヘルパーコンセプト
template< class F, class T, class I, class U >
concept /*indirectly-binary-left-foldable-impl*/ =
    std::movable<T> &&
    std::movable<U> &&
    std::convertible_to<T, U> &&
    std::invocable<F&, U, std::iter_reference_t<I>> &&
    std::assignable_from<U&,
        std::invoke_result_t<F&, U, std::iter_reference_t<I>>>;
(3A) (説明用のみ*)
template< class F, class T, class I >
concept /*indirectly-binary-left-foldable*/ =
    std::copy_constructible<F> &&
    std::indirectly_readable<I> &&
    std::invocable<F&, T, std::iter_reference_t<I>> &&
    std::convertible_to<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>,
        std::decay_t<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>>> &&
    /*indirectly-binary-left-foldable-impl*/<F, T, I,
        std::decay_t<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>>>;
(3B) (説明用のみ*)

このページに記載されている関数のようなエンティティはアルゴリズム関数オブジェクトです(非公式にはniebloidsとして知られています)。すなわち:

パラメータ

first, last - 要素の 範囲 を定義するイテレータ-センチネルペア
r - 畳み込み対象の要素範囲
init - 畳み込みの初期値
f - 二項関数オブジェクト

戻り値

指定された範囲を f で左 畳み込み した結果を保持する型 U のオブジェクト。ここで U は std:: decay_t < std:: invoke_result_t < F & , T, std:: iter_reference_t < I >>> と等価です。

範囲が空の場合、 U ( std :: move ( init ) ) が返されます。

実装例

struct fold_left_fn
{
    template<std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class T = std::iter_value_t<I>,
             /* indirectly-binary-left-foldable */<T, I> F>
    constexpr auto operator()(I first, S last, T init, F f) const
    {
        using U = std::decay_t<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>>;
        if (first == last)
            return U(std::move(init));
        U accum = std::invoke(f, std::move(init), *first);
        for (++first; first != last; ++first)
            accum = std::invoke(f, std::move(accum), *first);
        return std::move(accum);
    }
    template<ranges::input_range R, class T = ranges::range_value_t<R>,
             /* indirectly-binary-left-foldable */<T, ranges::iterator_t<R>> F>
    constexpr auto operator()(R&& r, T init, F f) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(init), std::ref(f));
    }
};
inline constexpr fold_left_fn fold_left;

計算量

正確に ranges:: distance ( first, last ) 回、関数オブジェクト f を適用します。

注記

以下の表は、すべての制約付き折りたたみアルゴリズムを比較したものです:

畳み込み関数テンプレート 開始方向 初期値 戻り値の型
ranges :: fold_left 左 init U
ranges:: fold_left_first 左 最初の要素 std:: optional < U >
ranges:: fold_right 右 init U
ranges:: fold_right_last 右 最後の要素 std:: optional < U >
ranges:: fold_left_with_iter 左 init

(1) ranges:: in_value_result < I, U >

(2) ranges:: in_value_result < BR, U > 、

ここで BR は ranges:: borrowed_iterator_t < R >

ranges:: fold_left_first_with_iter 左 最初の要素

(1) ranges:: in_value_result < I, std:: optional < U >>

(2) ranges:: in_value_result < BR, std:: optional < U >>

ここで BR は ranges:: borrowed_iterator_t < R >

機能テスト マクロ 値 標準 機能
__cpp_lib_ranges_fold 202207L (C++23) std::ranges 畳み込みアルゴリズム
__cpp_lib_algorithm_default_value_type 202403L (C++26) リスト初期化 アルゴリズム用 ( 1,2 )

例

#include <algorithm>
#include <complex>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
int main()
{
    namespace ranges = std::ranges;
    std::vector v{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    int sum = ranges::fold_left(v.begin(), v.end(), 0, std::plus<int>()); // (1)
    std::cout << "sum: " << sum << '\n';
    int mul = ranges::fold_left(v, 1, std::multiplies<int>()); // (2)
    std::cout << "mul: " << mul << '\n';
    // ベクター内のすべてのペアのstd::pair::secondの積を取得:
    std::vector<std::pair<char, float>> data {{'A', 2.f}, {'B', 3.f}, {'C', 3.5f}};
    float sec = ranges::fold_left
    (
        data | ranges::views::values, 2.0f, std::multiplies<>()
    );
    std::cout << "sec: " << sec << '\n';
    // プログラム定義の関数オブジェクト(ラムダ式)を使用:
    std::string str = ranges::fold_left
    (
        v, "A", [](std::string s, int x) { return s + ':' + std::to_string(x); }
    );
    std::cout << "str: " << str << '\n';
    using CD = std::complex<double>;
    std::vector<CD> nums{{1, 1}, {2, 0}, {3, 0}};
    #ifdef __cpp_lib_algorithm_default_value_type
        auto res = ranges::fold_left(nums, {7, 0}, std::multiplies{}); // (2)
    #else
        auto res = ranges::fold_left(nums, CD{7, 0}, std::multiplies{}); // (2)
    #endif
    std::cout << "res: " << res << '\n';
}

出力:

sum: 36
mul: 40320
sec: 42
str: A:1:2:3:4:5:6:7:8
res: (42,42)

参考文献

  • C++23規格 (ISO/IEC 14882:2024):
  • 27.6.18 畳み込み [alg.fold]

関連項目

要素の範囲を左畳み込みし、最初の要素を初期値として使用する
(アルゴリズム関数オブジェクト)
要素の範囲を右畳み込みする
(アルゴリズム関数オブジェクト)
要素の範囲を右畳み込みし、最後の要素を初期値として使用する
(アルゴリズム関数オブジェクト)
要素の範囲を左畳み込みし、 pair (イテレータ, 値) を返す
(アルゴリズム関数オブジェクト)
要素の範囲を左畳み込みし、最初の要素を初期値として使用し、 pair (イテレータ, optional ) を返す
(アルゴリズム関数オブジェクト)
要素の範囲を合計または畳み込む
(関数テンプレート)
(C++17)
std::accumulate と類似しているが、順序不同
(関数テンプレート)