C++ STL算法lambda内获取值索引：std::adjacent_difference失效原因及通用解法

std::for_each的标准语义要求直接遍历输入范围的原始元素，传入回调的参数是原容器元素的左值引用，因此通过地址差计算索引的方式可以正常生效。但该方式不具备通用性，在std::adjacent_difference这类算法中失效的根本原因是：
C++标准未要求std::adjacent_difference传递给自定义二元运算符的参数是原容器元素的左值引用。为了避免输入范围和输出范围重叠导致的计算错误，绝大多数STL实现都会在内部缓存前一个元素的值作为临时变量，部分实现甚至会对当前元素也做临时拷贝。你在回调中拿到的value2引用实际指向栈上的临时对象，而非原data容器内的元素，因此地址差值是无意义的异常值。

最优方案是直接以索引作为遍历对象，天然持有索引值，不依赖元素地址或共享计数器，完全兼容Thrust并行场景，无数据竞争风险。

普通STL场景实现（C++20及以上） #

使用std::views::iota生成索引序列遍历，等效实现std::adjacent_difference的逻辑，可自由在计算中引入索引：

#include <vector>
#include <ranges>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>

void print(const auto &data){
  std::copy(data.begin(),data.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
  std::cout << '\n';
}

int main(){
  std::vector<int> data={0,2,3,5,10,11};
  std::vector<int> result(data.size());

  std::ranges::for_each(std::views::iota(0u, data.size()), [&](size_t idx) {
    std::cout << "idx: " << idx << '\n';
    if (idx == 0) {
      result[idx] = data[idx];
    } else {
      // 可自由使用idx、data[idx]、data[idx-1]完成自定义计算
      result[idx] = data[idx] - data[idx-1];
    }
  });

  print(data);
  print(result);
  return 0;
}

如果使用低于C++20的标准，可手动构造索引数组或使用boost::counting_iterator实现相同逻辑。

Thrust并行场景实现 #

使用Thrust内置的counting_iterator生成索引序列，并行执行无数据竞争，兼容CPU/GPU并行场景：

#include <thrust/device_vector.h>
#include <thrust/transform.h>
#include <thrust/iterator/counting_iterator.h>
#include <thrust/copy.h>
#include <iostream>
#include <iterator>

int main() {
    thrust::device_vector<int> d_data = {0,2,3,5,10,11};
    thrust::device_vector<int> d_result(d_data.size());

    thrust::transform(
        thrust::counting_iterator<size_t>(0),
        thrust::counting_iterator<size_t>(d_data.size()),
        d_result.begin(),
        [d_ptr = d_data.data()] __device__ (size_t idx) {
            if (idx == 0) {
                return d_ptr[idx];
            } else {
                // 可自由引入idx参与计算
                return d_ptr[idx] - d_ptr[idx-1];
            }
        }
    );

    thrust::copy(d_result.begin(), d_result.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mrprajesh