C++ transform(STL transform)函数用法详解

transform() 可以将函数应用到序列的元素上，并将这个函数返回的值保存到另一个序列中，它返回的迭代器指向输出序列所保存的最后一个元素的下一个位置。

这个算法有一个版本和 for_each() 相似，可以将一个一元函数应用到元素序列上来改变它们的值，但这里有很大的区别。for_each() 中使用的函数的返回类型必须为 void，而且可以通过这个函数的引用参数来修改输入序列中的值；而 transform() 的二元函数必须返回一个值，并且也能够将应用函数后得到的结果保存到另一个序列中。

不仅如此，输出序列中的元素类型可以和输入序列中的元素类型不同。对于 for_each()，函数总是会被应用序列的元素上，但对于 transform()，这一点无法保证。

第二个版本的 transform() 允许将二元函数应用到两个序列相应的元素上，但先来看一下如何将一元函数应用到序列上。在这个算法的这个版本中，它的前两个参数是定义输入序列的输入迭代器，第 3 个参数是目的位置的第一个元素的输出迭代器，第 4 个参数是一个二元函数。这个函数必须接受来自输入序列的一个元素为参数，并且必须返回一个可以保存在输出序列中的值。例如：

std::vector<double> deg_C {21.0, 30.5, 0.0, 3.2, 100.0};
std::vector<double> deg_F(deg_C.size());
std::transform(std::begin(deg_C), std::end(deg_C), std:rbegin(deg_F),[](double temp){ return 32.0 + 9.0*temp/5.0; });
//Result 69.8 86.9 32 37.76 212

这个 transform() 算法会将 deg_C 容器中的摄氏温度转换为华氏温度，并将这个结果保存到 deg_F 容器中。为了保存全部结果，生成的 deg_F 需要一定个数的元素。因此第三个参数是 deg_F 的开始迭代器。通过用 back_insert_iterator 作为 transform() 的第三个参数，可以将结果保存到空的容器中：

std::vector<double> deg_F; // Empty container
std::transform(std::begin(deg_C), std::end(deg_C),std::back_inserter(deg_F),[](double temp){ return 32.0 + 9.0* temp/5.0; });
// Result 69.8 86.9 32 37.76 212

用 back_insert_iterator 在 deg_F 中生成保存了操作结果的元素；结果是相同的。第三个参数可以是指向输入容器的元素的迭代器。例如：

std::vector<double> temps {21.0, 30.5, 0.0, 3.2, 100.0}; // In Centigrade
std::transform(std::begin (temps), std::end(temps), std::begin(temps),[](double temp){ return 32.0 + 9.0* temp / 5.0; });
// Result 69.8 86.9 32 37.76 212

这里将 temp 容器中的值从摄氏温度转换成了华氏温度。第三个参数是输入序列的开始迭代器，应用第 4 个参数指定的函数的结果会被存回它所运用的元素上。

下面的代码展示了目的序列和输入序列是不同类型的情况：

std::vector<string> words {"one", "two", "three", "four","five"};
std::vector<size_t> hash_values;
std::transform (std::begin(words), std::end(words),std::back_inserter(hash_values),std::hash<string>()); // string hashing function
std::copy(std::begin(hash_values), std::end(hash_values),std::ostream_iterator<size_t> {std::cout," "});
std::cout << std::endl;

输入序列包含 string 对象，并且应用到元素的函数是一个定义在 string 头文件中的标准的哈希函数对象。这个哈希函数会返回 size_t 类型的哈希值，并且会用定义在 iterator 头文件中的辅助函数 back_inserter() 返回的 back_insert_iterator 将这些值保存到 hash_values 容器中。在笔者的系统上，这段代码产生的输出如下：

3123124719 3190065193 2290484163 795473317 2931049365

你的系统可能会产生不同的输出。注意，因为目的序列是由 back_insert_iterator 对象指定的，这里 transform() 算法会返回一个 back_insert_iterator<vector<size_T>> 类型的迭代器，因此不能在 copy() 算法中用它作为输入序列的结束迭代器。为了充分利用 transform() 返回的迭代器，这段代码可以这样写：

std::vector<string> words {"one", "two", "three", "four", "five"}; std::vector<size_t> hash_values(words.size());
auto end_iter = std::transform(std::begin(words),std::end(words), std::begin(hash_values), std::hash<string>()); // string hashing function
std::copy(std::begin(hash_values) , end_iter, std::ostream iterator<size t>{std::cout," "});
std::cout << std::endl;

现在，transform() 返回的是 hash_values 容器中元素序列的结束迭代器。

可以在 transform() 所运用的函数中为元素序列调用一个算法。下面举例说明：

std::deque<string> names {"Stan Laurel", "Oliver Hardy", "Harold Lloyd"};
std::transform(std::begin(names), std::end(names), std::begin(names),[](string& s) { std::transform(std::begin(s), std::end(s), std::begin(s), ::toupper);return s;})；
std::copy(std::begin(names), std::end(names), std::ostream iterator<string>{std::cout," "});
std::cout << std::endl;

transform() 算法会将 lambda 定义的函数应用到 names 容器中的元素上。这个 lambda 表达式会调用 transform()，将定义在 cctype 头文件中的 toupper() 函数应用到传给它的字符串的每个字符上。它会将 names 中的每个元素都转换为大写，因此输出为：

STAN LAUREL OLIVER HARDY HAROLD LLOYD

当然，也有其他更简单的方式可以得到相同的结果。

应用二元函数的这个版本的 transform() 含有 5 个参数：