C++ STL 中的复制方法

在 C++ STL 中，有多种复制容器中元素的方法，其中包括 std::copy()、std::copy_n()、std::copy_if() 和 std::copy_backward()。下面将逐一介绍这些方法。

std::copy()

std::copy() 是最基本的复制容器元素的方法，它的原型如下：

template<class InputIt, class OutputIt>
OutputIt copy(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first);

其中，first 和 last 分别是指定原始容器的起始和结束迭代器，d_first 是指定目标容器的起始迭代器。std::copy() 会将 [first, last) 区间内的元素复制到 [d_first, d_first + (last - first)) 区间内。

例如，我们可以使用 std::copy() 将一个 std::vector 容器中的元素复制到另一个 std::vector 容器中：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() 
{
    std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> v2(5);

    std::copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

    for(auto i : v2)
    {
        std::cout << i << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

std::copy_n()

与 std::copy() 不同，std::copy_n() 只复制指定数量的元素。它的原型如下：

template<class InputIt, class Size, class OutputIt>
OutputIt copy_n(InputIt first, Size count, OutputIt result);

其中，first 是指定原始容器的起始迭代器，count 指定需要复制的元素数量，result 是指定目标容器的起始迭代器。std::copy_n() 会将 [first, first + count) 区间内的元素复制到 [result, result + count) 区间内。

例如，我们可以使用 std::copy_n() 将一个 std::vector 容器中的前三个元素复制到另一个 std::vector 容器中：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() 
{
    std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> v2(3);

    std::copy_n(v1.begin(), 3, v2.begin());

    for(auto i : v2)
    {
        std::cout << i << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

1 2 3

std::copy_if()

std::copy_if() 可以按照指定条件复制元素。它的原型如下：

template<class InputIt, class OutputIt, class UnaryPredicate>
OutputIt copy_if(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first, UnaryPredicate pred);

其中，first 和 last 分别是指定原始容器的起始和结束迭代器，d_first 是指定目标容器的起始迭代器，pred 是指定的条件函数。std::copy_if() 会将 [first, last) 区间内符合条件 pred(*it) 的元素复制到 [d_first, d_last) 区间内。

例如，我们可以使用 std::copy_if() 将一个 std::vector 容器中的奇数元素复制到另一个 std::vector 容器中：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() 
{
    std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> v2;

    std::copy_if(v1.begin(), v1.end(), std::back_inserter(v2), [](int i){return i%2==1;});

    for(auto i : v2)
    {
        std::cout << i << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

1 3 5

在上述示例代码中，我们使用了 std::back_inserter() 函数，它可以将元素插入到目标容器的末尾。

std::copy_backward()

与 std::copy() 不同， std::copy_backward() 可以在两个迭代器范围重叠时正确复制元素。它的原型如下：

template<class BidirIt1, class BidirIt2>
BidirIt2 copy_backward(BidirIt1 first, BidirIt1 last, BidirIt2 d_last);

其中，first 和 last 分别是指定原始容器的起始和结束迭代器（从后往前遍历），d_last 是指定目标容器的结束迭代器（从后往前遍历）。std::copy_backward() 会将 [first, last) 区间内的元素复制到 [d_last - (last - first), d_last) 区间内，它可以正确处理两个迭代器范围重叠的情况。

例如，我们可以使用 std::copy_backward() 将一个 std::vector 容器中的元素复制到另一个 std::vector 容器中，并在两个容器范围重叠的情况下测试：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() 
{
    std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> v2(5);

    std::copy_backward(v1.begin(), v1.end(), v2.end());

    for(auto i : v2)
    {
        std::cout << i << " ";
    }

    return 0;
}

输出：

0 0 1 2 3

在上述示例代码中，我们可以看到，当两个容器范围重叠时，std::copy_backward() 仍然可以正确地复制元素。

参考资料

• std::copy C++ Reference
• std::copy_n C++ Reference
• std::copy_if C++ Reference
• std::copy_backward C++ Reference