std::fill / std::fill_n

这两个算法把给定值赋给范围内的元素：

• fill：给整个范围赋值
• fill_n：给前 \( N \) 个元素赋值

1. 引入

#include <algorithm>

2. 原理

template<class ForwardIt, class T>
constexpr void fill(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value);

template<class OutputIt, class Size, class T>
constexpr OutputIt fill_n(OutputIt first, Size count, const T& value);

• 迭代器要求：fill 需要 ForwardIterator；fill_n 需要 OutputIterator。
• 复杂度：恰好 \( n \) 次赋值。
• 返回值：fill 返回 void；fill_n 返回最后一个被赋值元素之后的位置。

fill 的经典实现会对可平凡赋值的类型调用 std::memset，因此对 int、char 等非常高效。

3. 用法

(1) 基本用法

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<int> v(5);
    std::fill(v.begin(), v.end(), 7);   // v = {7,7,7,7,7}

    // 只填充前 3 个
    std::vector<int> v2(5);
    std::fill_n(v2.begin(), 3, 1);      // v2 = {1,1,1,0,0}

    // 配合 back_inserter 填充空容器
    std::vector<int> v3;
    std::fill_n(std::back_inserter(v3), 4, 9);   // v3 = {9,9,9,9}
}

(2) 谓词与投影

fill 和 fill_n 都没有谓词参数，它们无条件赋值。需要按条件赋值时用 replace_if 或 transform。

(3) 执行策略

fill 和 fill_n 支持 C++17 执行策略：

#include <execution>

std::fill(std::execution::par, v.begin(), v.end(), 7);

4. 注意事项

• fill_n 的 count 非负：count < 0 时行为未定义。
• 目标空间必须足够：fill_n 不检查范围大小。
• fill vs std::array::fill：std::array 和 std::vector 等容器有成员函数 fill，用法类似。
• memset 只适用于 0 和 -1：不要用 memset 给 int 数组赋非 0/-1 的值，那会得到错误结果（按字节填充）。
• 初始化列表 vs fill：构造时直接用 std::vector<int> v(5, 7) 更简洁。

5. 相关算法

• generate / generate_n：用函数返回值填充
• replace / replace_if：按条件替换
• iota：用递增序列填充
• uninitialized_fill：填充未初始化内存