std::transform是C++ STL中用于元素转换的核心算法，通过一元或二元操作将输入范围的元素映射到输出范围。它支持两种形式：第一种对单个范围应用一元操作，如将整数向量平方并存入新向量；第二种结合两个输入范围进行二元操作，如对应元素相加。配合lambda表达式，代码更简洁高效。该算法不仅适用于基本类型，还可处理自定义对象，例如将Person对象转换为描述字符串，展现出强大的通用性和灵活性。
STL算法在C++中实现元素转换主要依赖于
std::transform
。它能够将一个范围内的元素，通过一个指定的操作（函数对象、lambda表达式或普通函数），逐一应用到另一个范围或原地，从而完成数据的映射或修改。
std::transform
是STL里处理元素转换的核心算法，它的魅力在于其通用性和灵活性。简单来说，
std::transform
有两种主要的重载形式，适应不同的转换需求。
第一种形式接受一个输入范围（由起始和结束迭代器定义）、一个输出迭代器以及一个一元操作（unary operation）。这意味着你可以把一个容器（比如
std::vector<int>
）里的每个元素，通过某个函数或lambda表达式处理后，把结果放到另一个容器（甚至可以是不同类型的容器）里。例如，我想把一个整数向量里的所有数字都平方，然后存到一个新的向量里：
#include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> #include <numeric> // 为了std::iota，方便填充数据 int main() { std::vector<int> original_numbers(5); std::iota(original_numbers.begin(), original_numbers.end(), 1); // 填充1, 2, 3, 4, 5 std::vector<int> squared_numbers(original_numbers.size()); // 使用lambda表达式进行平方转换 std::transform(original_numbers.begin(), original_numbers.end(), squared_numbers.begin(), [](int n) { return n * n; }); std::cout << "Original numbers: "; for (int n : original_numbers) { std::cout << n << " "; } std::cout << std::endl; std::cout << "Squared numbers: "; for (int n : squared_numbers) { std::cout << n << " "; } std::cout << std::endl; // 也可以原地转换，如果输出范围和输入范围相同，但要注意原地修改的副作用 std::vector<int> numbers_to_double = {10, 20, 30}; std::transform(numbers_to_double.begin(), numbers_to_double.end(), numbers_to_double.begin(), // 输出到原位置 [](int n) { return n * 2; }); std::cout << "Doubled numbers (in-place): "; for (int n : numbers_to_double) { std::cout << n << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }
第二种形式则更强大一些，它接受两个输入范围、一个输出迭代器以及一个二元操作（binary operation）。这允许你同时处理来自两个不同序列的元素，并将它们结合起来。比如，我想把两个向量对应位置的元素相加，然后把结果放到第三个向量里：
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#include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> #include <numeric> int main() { std::vector<int> vec1 = {1, 2, 3}; std::vector<int> vec2 = {4, 5, 6}; std::vector<int> sum_vec(vec1.size()); // 确保输出容器有足够空间 // 使用lambda表达式进行元素相加 std::transform(vec1.begin(), vec1.end(), vec2.begin(), // 第二个输入范围的开始 sum_vec.begin(), // 输出范围的开始 [](int a, int b) { return a + b; }); std::cout << "Vector 1: "; for (int n : vec1) std::cout << n << " "; std::cout << std::endl; std::cout << "Vector 2: "; for (int n : vec2) std::cout << n << " "; std::cout << std::endl; std::cout << "Sum vector: "; for (int n : sum_vec) std::cout << n << " "; std::cout << std::endl; return 0; }
这两种形式，尤其配合C++11引入的lambda表达式，简直是如虎添翼。以前可能需要手写循环，现在一行
std::transform
就能搞定，代码不仅更简洁，可读性也大大提升。而且，STL算法通常是经过高度优化的，性能上一般也很有保障。
std::transform
std::transform
在处理复杂对象转换时的应用场景与技巧
当我们面对的不是简单的
int
或
double
，而是自定义的复杂对象时，
std::transform
的威力同样不减。想象一下，你有一个
std::vector<Person>
，
Person
对象里有
name
和
age
。现在你想把所有
Person
对象转换成一个
std::vector<std::string>
，其中每个字符串是
"Name: [name], Age: [age]"
的格式。
这听起来有点复杂，但
std::transform
处理起来依旧优雅。关键在于你的转换操作（那个函数对象或lambda）要能正确地处理自定义类型，并返回你期望的类型。
#include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> #include <string> #include <iterator> // For std::back_inserter struct Person { std::string name; int age; // 构造函数方便初始化 Person(std::string n, int a) : name(std::move(n)), age(a) {} }; int main() { std::vector<Person> people = { {"Alice", 30}, {"Bob", 24}, {"Charlie", 35} }; std::vector<std::string> person_descriptions; // 预留空间是个好习惯，避免多次重新分配，但这里使用back_inserter可以省略 // person_descriptions.reserve(people.size
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