std::ranges::clamp

 

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受约束算法及范围上的算法 (C++20)
包含算法例如 ranges::copy, ranges::sort, ...
执行策略 (C++17)
is_execution_policy (C++17)   execution::seqexecution::parexecution::par_unseqexecution::unseq (C++17)    (C++17)(C++17)(C++20)	execution::sequenced_policyexecution::parallel_policyexecution::parallel_unsequenced_policyexecution::parallel_unsequenced (C++17)(C++17)(C++17)(C++20)
不修改序列的操作 批量操作 for_each for_each_n (C++17) 搜索操作 all_ofany_ofnone_of (C++11)                   (C++11)(C++11) countcount_if mismatch equal findfind_iffind_if_not (C++11) find_end find_first_of adjacent_find search search_n 修改序列的操作 复制操作 copycopy_if (C++11) copy_backward copy_n (C++11) move (C++11) move_backward (C++11) 交换操作 swap iter_swap swap_ranges 变换操作 replacereplace_if transform replace_copyreplace_copy_if 生成操作 fill fill_n generate generate_n 移除操作 removeremove_if unique remove_copyremove_copy_if unique_copy 顺序变更操作 reverse reverse_copy rotate rotate_copy random_shuffleshuffle (C++17 前)(C++11) shift_leftshift_right (C++20)(C++20) 采样操作 sample (C++17)	排序和相关操作 划分操作 partition partition_copy (C++11)   stable_partition is_partitioned (C++11) partition_point (C++11) 排序操作 sort stable_sort partial_sort partial_sort_copy is_sorted (C++11) is_sorted_until (C++11) nth_element 二分搜索操作（在已划分范围上） lower_bound upper_bound equal_range binary_search 集合操作（在有序范围上） includes set_union set_intersection set_difference set_symmetric_difference 归并操作（在有序范围上） merge inplace_merge 堆操作 push_heap pop_heap make_heap sort_heap is_heap (C++11) is_heap_until (C++11) 最小/最大操作 max min minmax (C++11) clamp (C++17) max_element min_element minmax_element (C++11) 字典序比较操作 lexicographical_compare lexicographical_compare_three_way (C++20) 排列操作 next_permutation prev_permutation is_permutation (C++11) C 库 qsort bsearch
数值运算
iota (C++11)                        inner_product adjacent_difference accumulate reduce (C++17) transform_reduce (C++17)	partial_sum inclusive_scan (C++17)   exclusive_scan (C++17) transform_inclusive_scan (C++17) transform_exclusive_scan (C++17)
在未初始化内存上的操作
uninitialized_copy uninitialized_move (C++17)    uninitialized_fill uninitialized_copy_n (C++11) uninitialized_move_n (C++17) uninitialized_fill_n	destroy (C++17) destroy_n (C++17) destroy_at (C++17) construct_at (C++20)      uninitialized_default_construct (C++17) uninitialized_value_construct (C++17) uninitialized_default_construct_n (C++17) uninitialized_value_construct_n (C++17)

 

受约束算法

本菜单中的所有名字均属于命名空间 std::ranges

不修改序列的操作

all_ofany_ofnone_of for_each for_each_n    countcount_if adjacent_find mismatch equal lexicographical_compare    containscontains_subrange (C++23)(C++23) findfind_iffind_if_not find_lastfind_last_iffind_last_if_not (C++23)(C++23)(C++23)   find_end find_first_of search search_n starts_with (C++23) ends_with (C++23)

修改序列的操作

copycopy_if copy_n copy_backward    move move_backward shift_leftshift_right (C++23)(C++23)   fill fill_n generate generate_n    transform swap_ranges    shuffle sample removeremove_if replacereplace_if reverse rotate remove_copyremove_copy_if    unique replace_copyreplace_copy_if reverse_copy rotate_copy unique_copy

划分操作

is_partitioned    partition_point    partition    partition_copy    stable_partition

排序操作

is_sorted is_sorted_until     sort stable_sort         partial_sort       nth_element partial_sort_copy

二分搜索操作（在有序范围上）

lower_bound         upper_bound         binary_search      equal_range

集合操作（在有序范围上）

merge inplace_merge       set_difference set_intersection    set_union          includes set_symmetric_difference

堆操作

is_heap is_heap_until       make_heap           sort_heap push_heap pop_heap

最小/最大操作

max max_element         min min_element         minmax minmax_element     clamp

排列操作

is_permutation      next_permutation    prev_permutation

折叠操作

fold_left (C++23) fold_left_first (C++23)   fold_right (C++23) fold_right_last (C++23)   fold_left_with_iter (C++23) fold_left_first_with_iter (C++23)

数值操作 iota (C++23)             随机数生成 generate_random (C++26)

未初始化存储上的操作

construct_at    destroy destroy_n destroy_at uninitialized_copy    uninitialized_move uninitialized_fill uninitialized_copy_n    uninitialized_move_n uninitialized_fill_n uninitialized_default_construct uninitialized_default_construct_n uninitialized_value_construct uninitialized_value_construct_n

返回类型

in_fun_result in_in_result in_found_result    in_out_result in_in_out_result    in_out_out_result    min_max_result out_value_result (C++23) in_value_result (C++23)

 

在标头 <algorithm> 定义
调用签名
template< class T, class Proj = std::identity, std::indirect_strict_weak_order<std::projected<const T*, Proj>> Comp = ranges::less > constexpr const T& clamp( const T& v, const T& lo, const T& hi, Comp comp = {}, Proj proj = {} );		(C++20 起)

若 v 的值属于 [lo, hi] 则返回 v；否则返回最接近的边界值。

若 lo 大于 hi 则行为未定义。

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

v	-	待夹的值
lo, hi	-	用以夹 v 的边界
comp	-	应用到投影后元素的比较
proj	-	应用到 v、lo 及 hi 的投影

返回值

若 v 的投影值小于 lo 的投影值则为到 lo 的引用，若 hi 的投影值小于 v 的投影值则为到 hi 的引用，否则为到 v 的引用。

复杂度

至多应用二次比较和三次投影。

可能的实现

struct clamp_fn { template<class T, class Proj = std::identity, std::indirect_strict_weak_order<std::projected<const T*, Proj>> Comp = std::ranges::less> constexpr const T& operator()(const T& v, const T& lo, const T& hi, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const { auto&& pv = std::invoke(proj, v); if (std::invoke(comp, std::forward<decltype(pv)>(pv), std::invoke(proj, lo))) return lo; if (std::invoke(comp, std::invoke(proj, hi), std::forward<decltype(pv)>(pv))) return hi; return v; } }; inline constexpr clamp_fn clamp;

注解

如果参数之一是临时量，而该参数被返回，那么以引用捕获 std::ranges::clamp 的结果会产生一个悬垂引用：

int n = 1;
const int& r = std::ranges::clamp(n - 1, n + 1); // r 悬垂

若 v 与任一边界比较等价，则返回到 v 而非到边界的引用。

不应同时将按值返回的投影以及按值接收实参的比较器用于此函数，除非从投影结果类型到比较器形参类型的移动等价于复制。如果经由 std::invoke 的比较会改变投影结果，则由于（std::indirect_strict_weak_order 所蕴含的） std::regular_invocable 的语义要求行为未定义。

标准要求保持投影结果的值类别，并且只能在 v 上调用 proj 一次，这表示必须缓存纯右值投影结果并对两次比较器的调用各将它移动一次。

• libstdc++ 不遵从此要求，其始终将投影结果作为左值传递。
• libc++ 曾经执行两次投影，这已在 Clang 18 中更正。
• MSVC STL 曾经执行两次投影，这已在 VS 2022 17.2 中更正。

示例

运行此代码

#include <algorithm>
#include <cstdint>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std::literals;
namespace ranges = std::ranges;

int main()
{
    std::cout << "[raw] [" << INT8_MIN << ',' << INT8_MAX << "] "
                 "[0" << ',' << UINT8_MAX << "]\n";
    for (int const v : {-129, -128, -1, 0, 42, 127, 128, 255, 256})
        std::cout << std::setw(4) << v
                  << std::setw(11) << ranges::clamp(v, INT8_MIN, INT8_MAX)
                  << std::setw(8) << ranges::clamp(v, 0, UINT8_MAX) << '\n';
    std::cout << std::string(23, '-') << '\n';

    // 投影函数
    const auto stoi = [](std::string s) { return std::stoi(s); };

    // 同上，但用字符串
    for (std::string const v : {"-129", "-128", "-1", "0", "42",
                                "127", "128", "255", "256"})
        std::cout << std::setw(4) << v
                  << std::setw(11) << ranges::clamp(v, "-128"s, "127"s, {}, stoi)
                  << std::setw(8) << ranges::clamp(v, "0"s, "255"s, {}, stoi)
                  << '\n';
}

输出：

[raw] [-128,127] [0,255]
-129       -128       0
-128       -128       0
  -1         -1       0
   0          0       0
  42         42      42
 127        127     127
 128        127     128
 255        127     255
 256        127     255
-----------------------
-129       -128       0
-128       -128       0
  -1         -1       0
   0          0       0
  42         42      42
 127        127     127
 128        127     128
 255        127     255
 256        127     255

参阅

ranges::min (C++20)	返回给定值中较小者 (算法函数对象)
ranges::max (C++20)	返回给定值中较大者 (算法函数对象)
in_range (C++20)	检查整数是否在给定整数类型的范围内 (函数模板)
clamp (C++17)	在一对边界值下夹逼一个值 (函数模板)