std::all_of / std::any_of / std::none_of

这三个算法用同一个一元谓词 p 检查范围内的元素，分别回答三个问题：

• all_of：是否所有元素都满足 p？
• any_of：是否存在元素满足 p？
• none_of：是否没有元素满足 p？

它们都是短路求值的，一旦结论确定就立即返回，不会继续扫描剩余元素。

1. 引入

#include <algorithm>

2. 原理

template<class InputIt, class UnaryPred>
constexpr bool all_of(InputIt first, InputIt last, UnaryPred p);

template<class InputIt, class UnaryPred>
constexpr bool any_of(InputIt first, InputIt last, UnaryPred p);

template<class InputIt, class UnaryPred>
constexpr bool none_of(InputIt first, InputIt last, UnaryPred p);

• 迭代器要求：InputIterator。
• 复杂度：至多 \( O(n) \) 次谓词调用，实际调用次数取决于何时能得出结论。
• 空范围：all_of 和 none_of 对空范围返回 true（空真命题），any_of 返回 false。

三者的逻辑关系如下：

ranges:: 版本额外支持投影，可以只对元素的某个成员进行判断。

3. 用法

(1) 基本用法

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

int main()
{
    std::vector<int> v{2, 4, 6, 8};

    bool allEven = std::all_of(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x % 2 == 0; });
    bool anyOdd  = std::any_of(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x % 2 != 0; });
    bool noneNeg = std::none_of(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x < 0; });

    std::cout << std::boolalpha
              << allEven << '\n'   // true
              << anyOdd  << '\n'   // false
              << noneNeg << '\n';  // true
}

(2) 谓词与投影

ranges:: 版本支持投影，可以直接对成员做判断：

struct Person { std::string name; int age; };
std::vector<Person> people{{"Alice", 30}, {"Bob", 25}};

// 是否所有成年人都年满 18 岁
bool allAdult = std::ranges::all_of(people, [](int age) { return age >= 18; },
                                    &Person::age);   // true

(3) 执行策略

这三个算法不支持执行策略。原因是它们需要短路求值，而并行执行无法保证「一旦得出结论就停止」，因此标准没有提供并行版本。

4. 注意事项

• 空范围的真假：all_of 与 none_of 对空范围返回 true，这符合数学上的空真（vacuous truth），但容易与直觉不符，使用前最好先确认范围非空。
• 谓词不应有副作用：标准不保证谓词被调用的次数，也不保证调用顺序。
• none_of 不等于 !all_of：none_of(p) 等价于 !any_of(p)，而不是 !all_of(p)。
• 短路特性：如果谓词开销大，把最可能失败的判断放在前面可以提前结束。

5. 相关算法

• find / find_if：找出第一个满足条件的元素
• count / count_if：统计满足条件的元素数量
• equal：比较两个范围是否相同
• search：查找子序列