为什么std :: generate（）和std :: generate_n（）需要不同的迭代器？

Question

我在cppreference中查看generate()和generate_n()并试图理解为什么generate()需要ForwardIterator ，而generate_n()需要OutputIterator作为范围？ （我检查了标准的最新工作草案，这是相同的要求。）

因为，至少他们可能的实现似乎需要相同的迭代器概念，而OutputIterator似乎就足够了：

generate() ：

template<class ForwardIt, class Generator>
void generate(ForwardIt first, ForwardIt last, Generator g)
{
    while (first != last) {
        *first++ = g();
    }
}

generate_n() ：

template<class OutputIt, class Size, class Generator>
OutputIt generate_n(OutputIt first, Size count, Generator g)
{
    for (Size i = 0; i < count; i++) {
        *first++ = g();
    }
    return first;
}

与std::fill()和std::fill_n()相同的故事。

Answer 1

至少他们可能的实现似乎需要相同的迭代器概念，而OutputIterator似乎就足够了

OutputIterator不支持相等/不等式比较（包括operator!=在您显示的generate()的可能实现中使用）和多通道保证，而ForwardIterator则支持。 这意味着OutputIterator不能用于通过两个迭代器（例如[first, last) ）来表示范围[first, last)这是generate()接口所需要的。

可能没有为输出迭代器定义平等和不平等。 即使定义了运算符==，x == y也不需要暗示++ x == ++ y。

Answer 2

songyuanyao的回答从技术角度解释了这个问题。 我会尝试提供一些非正式的解释。

许多STL算法（包括generate和fill ）都应用于许多项目。 算法必须能够访问这些项的方式定义了迭代器的要求。

在您的情况下， generate的定义包含：

...
while (first != last) {  // implies that Iter implements operator!=
  *first++;              // implies that Iter implements operator++

虽然第二个要求似乎满足任何迭代器类型（毕竟，这就是迭代器的全部内容 - 迭代事物:)），并非所有迭代器类型都提供对比较运算符operator!=的支持。

例如，您不能将ostream_iterator用于std::generate 。 但是，可以， 例如 ，输出固定数量的产生的值转换成经由流std::generate_n 。

这是Coliru的一个非常人为的例子 。 一旦我开始考虑实际应用程序，我猜想使用OutputIterators的能力可能对实现一些序列化逻辑很有用。

Answer 3

与所有标准库算法一样， generate()和generate_n()在一个范围上运行 ，即通过迭代器访问的一系列值。 为了将操作应用于范围的所有元素，算法必须知道范围的开始位置和结束位置。 给它提供信息的常用方法有两种：你可以用迭代器和长度指定范围，并使用形式的循环while (length-- != 0) { ... ++first; } while (length-- != 0) { ... ++first; } ; 或者您可以使用一对迭代器[first, last)指定范围并使用形式的循环while (first != last) { ... ++first; } while (first != last) { ... ++first; } 。

对于第一个版本，您需要能够递增迭代器，并且对于这些算法，通过迭代器写入值。 这些是输出迭代器的主要优点，而这就是generate_n()需要的。

对于第二个版本，您需要能够增加迭代器并通过迭代器写入值，就像第一个版本一样。 您还必须能够比较两个迭代器的相等性，并且输出迭代器不支持它; 你必须至少拥有一个前向迭代器 。 这就是为什么generate() ，它采用一对迭代器指定的范围，需要一个前向迭代器。