std::inclusive_scan 和 std::exclusive_scan 是 C++17 引入的前缀操作函数,定义于 头文件。1. inclusive_scan 计算包含当前元素的前缀累积,如 {1,2,3} 得到 {1,3,6};2. exclusive_scan 计算不包含当前元素的前缀累积,首项为初始值,如以 0 开始得 {0,1,3};两者支持自定义操作符,适用于前缀和、累积计数、并行算法等场景,提升代码简洁性与效率。

在C++17中,std::inclusive_scan 和 std::exclusive_scan 被引入到标准库的
包含头文件与基本定义
使用这两个函数前,需要包含头文件:
#include此外,它们通常作用于容器如 std::vector、数组等支持迭代器的结构。
std::inclusive_scan 详解
inclusive_scan 计算的是“包含当前元素”的前缀操作。即第 i 个输出是前 i+1 个输入元素的累积结果。
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函数原型:
std::inclusive_scan(first, last, result);std::inclusive_scan(first, last, result, binary_op);
示例:计算前缀和
#include#include iostream>
#include
int main() {
std::vector
std::vector
std::inclusive_scan(input.begin(), input.end(), output.begin());
// 输出: 1 3 6 10 15
for (int x : output) std::cout std::cout }
你也可以传入自定义二元操作符,比如乘法:
std::inclusive_scan(input.begin(), input.end(), output.begin(), std::multiplies{});// 结果: 1 2 6 24 120
std::exclusive_scan 详解
exclusive_scan 的特点是“不包含当前元素”,第 i 个输出是前 i 个元素的累积结果。第一个元素通常是初始值(可指定)。
函数原型:
std::exclusive_scan(first, last, result, init);std::exclusive_scan(first, last, result, init, binary_op);
示例:计算前缀和(排除自身)
std::vectorstd::vector
std::exclusive_scan(input.begin(), input.end(), output.begin(), 0);
// 输出: 0 1 3 6 10
for (int x : output) std::cout std::cout
使用自定义操作(例如最大值扫描):
std::exclusive_scan(input.begin(), input.end(), output.begin(), 0,[](int a, int b) { return std::max(a, b); });
// 结果取决于逻辑,可用于滑动极值等场景
应用场景举例
这些扫描操作在实际编程中有多种用途:
- 前缀和查询:快速实现区间求和,配合差分数组使用
- 数据变换:如将频率数组转为累积分布
- 并行算法模拟:scan 是并行计算中的基础操作,STL 实现可在多核上优化
- 计数与索引映射:例如根据条件生成索引偏移
例如,统计每个位置之前有多少个偶数:
std::vectorstd::vector
std::vector
std::inclusive_scan(is_even.begin(), is_even.end(), prefix_count.begin());
// prefix_count 变为 {1,1,2,2,3},表示到当前位置共多少偶数
基本上就这些。合理使用 inclusive_scan 和 exclusive_scan 能让代码更简洁、高效,避免手动写循环出错。









