std::replace_copy / std::replace_copy_if

这两个算法复制一个范围，并在复制过程中把满足条件的元素替换为另一个值，原范围不被修改。

• replace_copy：复制时把等于 old_value 的元素替换为 new_value
• replace_copy_if：复制时把使谓词返回 true 的元素替换为 new_value

1. 引入

#include <algorithm>

2. 原理

template<class InputIt, class OutputIt, class T>
constexpr OutputIt replace_copy(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first,
                                const T& old_value, const T& new_value);

template<class InputIt, class OutputIt, class UnaryPred, class T>
constexpr OutputIt replace_copy_if(InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first,
                                   UnaryPred p, const T& new_value);

• 迭代器要求：输入 InputIterator，输出 OutputIterator。
• 复杂度：恰好 \( n \) 次比较或谓词调用，以及 \( n \) 次赋值。
• 返回值：指向目标范围中最后一个被写入元素之后的位置。

ranges::replace_copy / ranges::replace_copy_if 支持投影。

3. 用法

(1) 基本用法

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

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

    // 复制时把 2 替换为 9，原范围不变
    std::vector<int> dst(src.size());
    std::replace_copy(src.begin(), src.end(), dst.begin(), 2, 9);
    // src = {1,2,3,2,4}（不变）
    // dst = {1,9,3,9,4}

    // 复制时把偶数替换为 0
    std::vector<int> dst2;
    std::replace_copy_if(src.begin(), src.end(), std::back_inserter(dst2),
                         [](int x) { return x % 2 == 0; }, 0);
    // dst2 = {1,0,3,0,0}
}

(2) 谓词与投影

ranges::replace_copy_if 支持投影：

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

std::vector<Person> masked;
std::ranges::replace_copy_if(people, std::back_inserter(masked),
                             [](int age) { return age < 18; }, 0, &Person::age);

(3) 执行策略

replace_copy 和 replace_copy_if 支持 C++17 执行策略：

#include <execution>

std::replace_copy(std::execution::par, src.begin(), src.end(), dst.begin(), 2, 9);

4. 注意事项

• 目标空间必须足够：不检查目标范围大小。
• 范围不能重叠：目标范围与源范围重叠时行为未定义。
• 与 replace 的选择：需要保留原数据时用 replace_copy，否则用 replace 更省内存。
• replace_copy 用 operator==：自定义类型需要提供 operator==。

5. 相关算法

• replace / replace_if：原地替换
• copy / copy_if / copy_n：只复制不替换
• remove_copy：复制时省略元素
• transform：按函数变换所有元素