std::equal

std::equal 判断两个范围内的元素是否逐一相等（或满足给定二元谓词），返回布尔值。

1. 引入

#include <algorithm>

2. 原理

// C++14 起有四个迭代器版本
template<class InputIt1, class InputIt2>
constexpr bool equal(InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2);

template<class InputIt1, class InputIt2>
constexpr bool equal(InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2, InputIt2 last2);

template<class InputIt1, class InputIt2, class BinaryPred>
constexpr bool equal(InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2, InputIt2 last2,
                     BinaryPred p);

• 迭代器要求：InputIterator。
• 复杂度：至多 min(N1, N2) 次比较。
• 返回值：全部相等返回 true，否则 false。
• 空范围：两个空范围比较返回 true。

重要：C++14 之前的三参数版本只比较 N1 个元素，如果第二个范围更短会导致越界（未定义行为）；如果第二个范围更长，则多余的尾部元素会被忽略。C++14 起的四参数版本才会真正比较长度。

ranges::equal 支持投影，并且可以接受不同长度的范围。

3. 用法

(1) 基本用法

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

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

    std::cout << std::boolalpha
              << std::equal(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end()) << '\n'   // true
              << std::equal(a.begin(), a.end(), c.begin(), c.end()) << '\n';  // false
}

(2) 谓词与投影

std::string s1 = "HELLO";
std::string s2 = "hello";

// 忽略大小写比较
bool same = std::equal(s1.begin(), s1.end(), s2.begin(), s2.end(),
                       [](char a, char b) {
                           return std::tolower(a) == std::tolower(b);
                       });
std::cout << std::boolalpha << same;   // true

ranges::equal 还支持投影：

struct Person { std::string name; int age; };
std::vector<Person> p1{{"Alice", 30}}, p2{{"Bob", 30}};

bool sameAge = std::ranges::equal(p1, p2, {}, &Person::age, &Person::age);   // true

(3) 执行策略

std::equal 不支持执行策略。但 ranges::equal 在 C++26 的并行范围算法中也不支持——它需要短路返回，无法有效并行化。

4. 注意事项

• 务必使用四参数版本：三参数版本不检查第二个范围的长度，是经典的越界陷阱。
• operator== 要求：equal 使用 operator== 比较元素。
• 浮点数比较：直接比较浮点数通常不合适，应传入自定义谓词做误差容忍比较。
• 与 mismatch 的选择：需要知道「哪里不同」时用 mismatch，只需要「是否相同」时用 equal。
• 性能：equal 会短路返回，遇到第一个不相等就停止。

5. 相关算法

• mismatch：返回第一个不匹配的位置
• lexicographical_compare：按字典序比较
• is_permutation：判断是否为排列关系
• search：查找子序列