[C++] 모두 만족하지 않는 지 한번에 검사하는 함수 none_of

이 함수는 앞서 소개한 all_of 나 any_of 과 비슷한 성격을 띠고 있는 함수지만, 앞의 두 함수보다 더 자주 사용하고 유용하게 사용할 수 있는 함수를 하나 소개하고자 한다.

 

만약, 다음과 같은 문제가 있다고 하여보자.

• 어떤 container 안에 모든 원소가 -1이 아닌지 확인하시오.

none_of를 알기 전, 필자는 이러한 코드를 작성하였을 것이다.

 

bool is_not_minus_one = true;
for (int i = 0; i < (int)num.size(); i++) {
    if (num[i] == -1) {
        is_not_minus_one = false;
        break;
    }
}

 

이런이런! 7줄이나 먹는 코드라니, 매우 비효율적인 코드이다. 이를 none_of 함수를 사용하여 한 줄로 압축하여보자!

 

1. none_of

(※ https://www.cplusplus.com/reference/algorithm/none_of/ 에서 함수에 대한 정보를 확인할 수 있다.)

 

C++의 알고리즘 관련이 담긴 헤더 <algorithm.h>에서의 none_of 함수는 다음과 같은 구조를 가진다.

 

bool none_of (InputIterator first, InputIterator last, UnaryPredicate pred)

 

none_of는 3개의 인자를 받고 1개의 값을 반환한다.

• InputIterator first : 배열이나 어떤 container의 자료형의 시작부 혹은 포인터
• InputIterator last : 배열이나 어떤 container의 자료형의 끝부 혹은 포인터
• UnaryPredicate pred : 배열이나 어떤 container를 인자로 받아 bool 형태를 반환하는 함수, 본래 인자를 수정하지 않는 함수여야 하며, 함수의 포인터 혹은 함수가 올 수 있다.

  ---

• Return Value : pred의 반환 값이 true인 데이터가 적어도 하나 존재할 경우 False, 만약 데이터가 비어있거나 pred의 반환값이 모두 false일 경우 True

 

구체적으로 이 함수의 역할을 말하자면, 범위 [first, last)에서 모든 값이 각각 pred의 인자로 넣었을 때 모두 false를 반환하면 True를 반환하고, 아니라면 False를 반환한다. 예외적으로 배열이나 container가 비어있을 때 True를 반환한다. 만약 이해가 안 된다면, 같은 역할을 하는 코드를 작성하면 다음과 같이 작성할 수 있다.

 

template<class InputIterator, class UnaryPredicate>
  bool none_of (InputIterator first, InputIterator last, UnaryPredicate pred) {
  while (first!=last) {
    if (pred(*first)) return false;
    ++first;
  }
  return true;
}

 

쉽게 말해, 배열이나 자료형 안에 조건을 모두 만족하지 않는지 확인하는 함수이다. any_of 와는 반대 역할을 하는 함수라 생각하면 쉽다.

 

2. 예제 코드

위에서 7줄이나 된 코드를 람다 함수와 none_of를 이용하면 단 한 줄로 바꿀 수 있다.

 

bool is_not_minus_one = none_of(num.begin(), num.end(), [](int x) { return x == -1; });

 

7줄이나 되던 코드를 한 줄로 압축하였다. 이처럼 특정 배열이나 container에 조건을 만족하는데 유용하게 사용할 수 있는 함수이다.

 

특히, 그래프 탐색에서 특정 지점을 지나지 않았다는 것을 검사하거나, 방문하지 않은 지점, 혹은 특정 수가 아직 남아있는지 검사하는데 활용할 수 있다.

 

예를 들어, 방문을 했는 지 기록하는, 100x100의 크기를 가지는 boolean 배열 bool visited[100][100]이 있다고 하였을 때, 모두 방문하였는지 다음과 같은 방법으로 확인할 수 있다.

 

bool is_all_visited= none_of(&visited[0][0], &visited[0][0]+100*100 ,[](bool x) { return !x ; });

 

하나씩 배열에 접근하기에 시간복잡도는 배열의 길이인 O(n) 을 가지며, 만약 배열의 범위를 초과하여 index에 접근할 경우 undefined behavior 가 발생할 수 있다.

 

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