C++函数——fill
在C++中,
std::fill
是标准库提供的一个算法适用于几乎所有类型的容器,只要这些容器支持迭代器操作。具体来说,std::fill
的适用性取决于容器是否提供了满足其要求的迭代器类型,用于将指定范围内的所有元素设置为某个特定值。它是一个类型安全的操作,非常适合对容器或数组中的元素进行初始化或赋值。
函数原型
std::fill
的函数原型定义在<algorithm>
头文件中:#include <algorithm>template <typename ForwardIterator, typename T> void fill(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value);
参数说明
first
:指向目标范围的起始位置的迭代器。
last
:指向目标范围的结束位置的迭代器。
value
:要赋给目标范围中每个元素的值。
功能
std::fill
会将[first, last)
范围内的所有元素设置为value
。它会逐个调用元素的赋值操作符(operator=
),因此可以安全地用于任意类型(包括基本数据类型、类对象等)。
使用示例
1. 初始化数组
#include <algorithm>
#include <iostream>int main() {int arr[10];std::fill(arr, arr + 10, 42); // 将数组的每个元素设置为 42for (int i = 0; i < 10; ++i) {std::cout << arr[i] << " ";}// 输出:42 42 42 42 42 42 42 42 42 42return 0;
}
2. 初始化标准库容器
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>int main() {std::vector<int> vec(10);std::fill(vec.begin(), vec.end(), 100); // 将 vector 的每个元素设置为 100for (int i : vec) {std::cout << i << " ";}// 输出:100 100 100 100 100 100 100 100 100 100return 0;
}
3. 初始化复杂对象
#include <algorithm>
#include <iostream>struct Data {int a;double b;Data(int x, double y) : a(x), b(y) {}
};int main() {Data arr[5];std::fill(arr, arr + 5, Data(10, 3.14)); // 将数组的每个元素初始化为 Data(10, 3.14)for (const auto& d : arr) {std::cout << "a: " << d.a << ", b: " << d.b << std::endl;}// 输出:// a: 10, b: 3.14// a: 10, b: 3.14// ...return 0;
}
注意事项
类型安全:
std::fill
是类型安全的,它会调用目标元素的赋值操作符,因此可以安全地用于复杂对象。与
memset
不同,std::fill
不会破坏对象的内部状态。迭代器要求:
std::fill
要求迭代器至少是正向迭代器(ForwardIterator
),这意味着它支持单向遍历。因此,它适用于数组、std::vector
、std::list
等容器。性能:
std::fill
的性能通常稍逊于memset
,因为它需要逐个调用赋值操作符。但对于复杂对象,这是唯一安全的方式。与
std::fill_n
的区别:
std::fill
操作的是一个范围[first, last)
。
std::fill_n
操作的是从某个起始位置开始的n
个元素。例如:std::vector<int> vec(10); std::fill_n(vec.begin(), 5, 42); // 从 vec.begin() 开始,填充 5 个元素为 42
总结
std::fill
是一个非常实用的算法,适用于需要对容器或数组中的元素进行初始化或赋值的场景。它完全类型安全,可以安全地用于任意类型,包括复杂对象。在C++中,建议优先使用std::fill
或其他标准库算法,而不是直接操作内存(如memset
),除非需要高效处理原始内存。
不适用的情况
虽然
std::fill
非常通用,但以下情况可能需要注意:
容器为空:
如果容器为空(
begin() == end()
),std::fill
不会执行任何操作,但也不会报错。std::vector<int> vec; std::fill(vec.begin(), vec.end(), 42); // 无操作
容器不支持迭代器操作:
如果容器不提供迭代器(例如某些自定义容器或非标准库容器),则无法直接使用
std::fill
。这种情况下,可能需要手动实现类似的功能。元素类型不支持赋值操作:
如果容器中的元素类型不支持赋值操作(例如某些不可赋值的类对象),则
std::fill
会报错。class NonAssignable { public:NonAssignable() = default;NonAssignable& operator=(const NonAssignable&) = delete; };std::vector<NonAssignable> vec(10); std::fill(vec.begin(), vec.end(), NonAssignable()); // 编译错误
总结
std::fill
是一个非常通用的算法,适用于几乎所有支持迭代器操作的容器,包括标准库容器(如std::vector
、std::array
、std::list
等)和C风格数组。它完全类型安全,可以安全地用于任意类型,包括复杂对象。只要容器提供了正向迭代器,并且元素支持赋值操作,就可以使用std::fill
。在实际使用中,
std::fill
是一种非常推荐的方式,因为它符合C++的类型安全原则,并且可以无缝集成到标准库的容器操作中。
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