std::ranges::fold_left_with_iter, std::ranges::fold_left_with_iter_result

在标头 `<algorithm>` 定义
调用签名
	(1)
`template< std::input_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class T, /* indirectly-binary-left-foldable /<T, I> F > constexpr / 见描述 */ fold_left_with_iter( I first, S last, T init, F f );`			(C++23 起) (C++26 前)
`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 / 见描述 */ fold_left_with_iter( I first, S last, T init, F f );`			(C++26 起)
		(2)
`template< ranges::input_range R, class T, /* indirectly-binary-left-foldable / <T, ranges::iterator_t<R>> F > constexpr / 见描述 */ fold_left_with_iter( R&& r, T init, F f );`				(C++23 起) (C++26 前)
`template< ranges::input_range R, class T = ranges::range_value_t<R>, /* indirectly-binary-left-foldable / <T, ranges::iterator_t<R>> F > constexpr / 见描述 */ fold_left_with_iter( R&& r, T init, F f );`				(C++26 起)
辅助概念
`template< class F, class T, class I > concept /* indirectly-binary-left-foldable / = / 见描述 */;`			(3)	(仅用于阐述*)
辅助类模板
`template< class I, class T > using fold_left_with_iter_result = ranges::in_value_result<I, T>;`			(4)	(C++23 起)

左折叠给定范围的元素，当 x₁, x₂, ..., x_n 为范围内元素时返回链式表达式 f(f(f(f(init, x₁), x₂), ...), x_n) 的求值结果。

非正式的说，ranges::fold_left_with_iter 的行为类似 std::accumulate 接受二元谓词的重载。

如果 [first, last) 不是有效范围则行为未定义。

1) 范围为 [first, last)。

2) 同 (1)，但使用 r 作为其范围，如同使用 ranges::begin(r) 作为 first 且使用 ranges::end(r) 作为 last。

3) 等价于： <tbody> </tbody>

辅助概念
`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)	(仅用于阐述*)
`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)	(仅用于阐述*)

4) 返回类型的别名，详情见“返回值”。

此页面上描述的函数式实体是算法函数对象（非正式地称为 niebloid），即：

调用它们中的任何一个时不能显式指定模板实参。
它们都不对实参依赖查找可见。
在通过函数调用运算符左侧的名字进行无限定查找，找到它们之一时，禁止实参依赖查找。

参数

first, last	-	要折叠的元素范围的迭代器-哨位对
r	-	应用折叠的范围
init	-	折叠的初值
f	-	二元函数对象

返回值

令 U 为 std::decay_t<std::invoke_result_t<F&, T, std::iter_reference_t<I>>>。

1) 对象类型 ranges::fold_left_with_iter_result<I, U>。

成员 ranges::in_value_result::in 持有范围尾部的迭代器。
成员 ranges::in_value_result::value 持有给定范围内执行 f 的左折叠的结果。

如果范围为空，经过表达式获得的返回值等价于 return {std::move(first), U(std::move(init))};。

2) 除返回值为 ranges::fold_left_with_iter_result<ranges::borrowed_iterator_t<R>, U> 外同 (1)。

可能的实现

class fold_left_with_iter_fn
{
    template<class O, class I, class S, class T, class F>
    constexpr auto impl(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>>>;
        using Ret = ranges::fold_left_with_iter_result<O, U>;
        if (first == last)
            return Ret{std::move(first), 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 Ret{std::move(first), std::move(accum)};
    }
public:
    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
    {
        return impl<I>(std::move(first), std::move(last), std::move(init), std::ref(f));
    }
    
    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 impl<ranges::borrowed_iterator_t<R>>
        (
            ranges::begin(r), ranges::end(r), std::move(init), std::ref(f)
        );
    }
};

inline constexpr fold_left_with_iter_fn fold_left_with_iter;

复杂度

准确应用 ranges::distance(first, last) 次函数对象 f。

注解

下表比较了所有受约束的折叠算法:

折叠函数模板	始于	初值	返回类型
`ranges::fold_left`	左侧	`init`	`U`
`ranges::fold_left_first`	左侧	首元素	`std::optional<U>`
`ranges::fold_right`	右侧	`init`	`U`
`ranges::fold_right_last`	右侧	末元素	`std::optional<U>`
`ranges::fold_left_with_iter`	左侧	`init`	(1) `ranges::in_value_result<I, U>` (2) `ranges::in_value_result<BR, U>`，其中 `BR` 是 `ranges::borrowed_iterator_t<R>`
`ranges::fold_left_first_with_iter`	左侧	首元素	(1) `ranges::in_value_result<I, std::optional<U>>` (2) `ranges::in_value_result<BR, std::optional<U>>` 其中 `BR` 是 `ranges::borrowed_iterator_t<R>`

功能特性测试宏	值	标准	功能特性
`__cpp_lib_ranges_fold`	`202207L`	(C++23)	`std::ranges` 折叠算法
`__cpp_lib_algorithm_default_value_type`	`202403L`	(C++26)	算法中的列表初始化 (1,2)

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <complex>
#include <functional>
#include <ranges>
#include <utility>
#include <vector>

int main()
{
    namespace ranges = std::ranges;

    std::vector v{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    
    auto sum = ranges::fold_left_with_iter(v.begin(), v.end(), 6, std::plus<int>());
    assert(sum.value == 42);
    assert(sum.in == v.end());
    
    auto mul = ranges::fold_left_with_iter(v, 0X69, std::multiplies<int>());
    assert(mul.value == 4233600);
    assert(mul.in == v.end());
    
    // 获得 vector 中的所有 pair 的 pair::second 的乘积：
    std::vector<std::pair<char, float>> data {{'A', 2.f}, {'B', 3.f}, {'C', 3.5f}};
    auto sec = ranges::fold_left_with_iter
    (
        data | ranges::views::values, 2.0f, std::multiplies<>()
    );
    assert(sec.value == 42);
    
    // 使用程序定义的函数对象（lambda-表达式）：
    auto lambda = [](int x, int y){ return x + 0B110 + y; };
    auto val = ranges::fold_left_with_iter(v, -42, lambda);
    assert(val.value == 42);
    assert(val.in == v.end());

    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_with_iter(nums, {7, 0}, std::multiplies{});
    #else
        auto res = ranges::fold_left_with_iter(nums, CD{7, 0}, std::multiplies{});
    #endif
    assert((res.value == CD{42, 42}));
}

引用

C++23 标准（ISO/IEC 14882:2024）：

27.6.18 Fold [alg.fold]

参阅

ranges::fold_left (C++23)	左折叠范围中元素 (算法函数对象) [编辑]
ranges::fold_left_first (C++23)	以首元素为初值左折叠范围中元素 (算法函数对象) [编辑]
ranges::fold_right (C++23)	右折叠范围中元素 (算法函数对象) [编辑]
ranges::fold_right_last (C++23)	以末元素为初值右折叠范围中元素 (算法函数对象) [编辑]
ranges::fold_left_first_with_iter (C++23)	以首元素为初值左折叠范围中元素，并返回 pair（迭代器，optional） (算法函数对象) [编辑]
accumulate	求和或折叠范围中元素 (函数模板) [编辑]
reduce (C++17)	类似 std::accumulate，但不依序执行 (函数模板) [编辑]

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