std::replace / std::replace_if

这两个算法把范围内满足条件的元素替换为另一个值：

• replace：把所有等于 old_value 的元素替换为 new_value
• replace_if：把所有使谓词返回 true 的元素替换为 new_value

1. 引入

#include <algorithm>

2. 原理

template<class ForwardIt, class T>
constexpr void replace(ForwardIt first, ForwardIt last,
                       const T& old_value, const T& new_value);

template<class ForwardIt, class UnaryPred, class T>
constexpr void replace_if(ForwardIt first, ForwardIt last, UnaryPred p, const T& new_value);

• 迭代器要求：ForwardIterator。
• 复杂度：恰好 \( n \) 次比较或谓词调用。
• 返回值：void。

ranges::replace / ranges::replace_if 支持投影。

3. 用法

(1) 基本用法

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

int main()
{
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 2, 4};

    // 把所有 2 替换为 9
    std::replace(v.begin(), v.end(), 2, 9);
    // v = {1, 9, 3, 9, 4}

    // 把所有偶数替换为 0
    std::replace_if(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x % 2 == 0; }, 0);
    // v = {1, 0, 3, 0, 0}
}

(2) 谓词与投影

ranges::replace_if 支持投影：

struct Person { std::string name; int age; };
std::vector<Person> people{{"Alice", 30}, {"Bob", 17}};

// 把未成年的年龄改为 0
std::ranges::replace_if(people, [](int age) { return age < 18; }, 0, &Person::age);

(3) 执行策略

replace 和 replace_if 支持 C++17 执行策略：

#include <execution>

std::replace(std::execution::par, v.begin(), v.end(), 2, 9);

4. 注意事项

• 原地修改：replace 直接修改原范围，不创建副本。需要保留原数据时用 replace_copy。
• 返回 void：无法链式调用，但 ranges::replace 同样返回 void（返回的是迭代器）。
• replace 用 operator==：自定义类型需要提供 operator==。
• 谓词不应有副作用：标准不保证谓词调用次数。

5. 相关算法

• replace_copy / replace_copy_if：复制时替换
• transform：按函数变换所有元素
• remove / remove_if：移除而非替换
• fill / fill_n：无条件赋值