可替代判断nullptr的显式for循环的STL函数有哪些？

在《C++ Core Guidelines Explained: Best Practices for Modern C++》一书中有这样的表述：现代C++中有一句格言：“当你使用显式循环时，说明你不了解STL算法。”

我当前编写的程序使用了一个显式for循环，每次迭代会更改变量指向的对象，直到该指针指向nullptr，代码如下：

for(auto object = get_object(arg);object != nullptr;object = get_object_next(arg)) {
   if (condition) {
     vector_of_objects.push_back(object);
   }
}

请问相比该显式for循环，哪种STL函数更适合此场景？

你的场景核心是遍历一个由自定义起始/后继函数生成的序列，过滤符合条件的元素并收集到容器中，最贴合的STL工具是std::copy_if，但需要先将这个自定义序列封装为符合STL标准的输入迭代器，才能适配STL算法。

具体实现步骤 #

1. 封装自定义输入迭代器
   先实现一个迭代器类，把get_object（起始）、get_object_next（后继）和nullptr（终止）的逻辑封装进去：

   #include <iterator>
   
   struct ObjectIterator {
       // 迭代器关联类型，符合输入迭代器要求
       using value_type = decltype(get_object(std::declval<decltype(arg)>()));
       using difference_type = std::ptrdiff_t;
       using pointer = value_type;
       using reference = value_type&;
       using iterator_category = std::input_iterator_tag;
   
       // 构造函数：默认从起始元素开始，或指定初始元素
       ObjectIterator(decltype(arg) arg_, value_type obj = nullptr) 
           : arg(arg_), current(obj == nullptr ? get_object(arg_) : obj) {}
   
       // 解引用操作
       value_type operator*() const { return current; }
       pointer operator->() const { return current; }
   
       // 前置递增：获取下一个元素
       ObjectIterator& operator++() {
           if (current != nullptr) {
               current = get_object_next(arg);
           }
           return *this;
       }
   
       // 后置递增（输入迭代器要求的最小实现）
       ObjectIterator operator++(int) {
           auto temp = *this;
           ++(*this);
           return temp;
       }
   
       // 相等/不等判断：以指针是否为nullptr作为终止标志
       bool operator==(const ObjectIterator& other) const {
           return current == other.current;
       }
   
       bool operator!=(const ObjectIterator& other) const {
           return !(*this == other);
       }
   
   private:
       decltype(arg) arg;
       value_type current;
   };
   

2. 用std::copy_if替代显式循环
   借助迭代器和std::back_inserter，可以直接用STL算法完成过滤和收集的逻辑：

   #include <algorithm>
   #include <iterator>
   
   std::copy_if(
       ObjectIterator(arg),          // 序列起始迭代器
       ObjectIterator(arg, nullptr), // 序列终止迭代器（空指针）
       std::back_inserter(vector_of_objects), // 目标容器的插入迭代器
       [](auto obj) { return condition; }      // 过滤条件谓词
   );
   

替代方案说明 #

如果使用C20及以上版本，还可以结合std::ranges自定义视图来简化迭代器的封装，但上述基于输入迭代器的方案兼容C11及以上版本，通用性更强。

相比显式循环，这种方式的优势在于：

• 语义更清晰：直接表达“复制序列中符合条件的元素到容器”的意图，而非手动控制循环流程
• 复用性高：封装的迭代器可以在其他STL算法中重复使用
• 符合现代C++的抽象理念，遵循STL的迭代器-算法-容器设计范式

内容的提问来源于stack exchange，提问作者just an