14 STL-常用算法
重新系统学习c++语言,并将学习过程中的知识在这里抄录、总结、沉淀。同时希望对刷到的朋友有所帮助,一起加油哦!
每一次学习都是为了追求智慧!
写在前面,本篇章主要介绍STL中常用算法。
算法主要由头文件<algorithm><functional><numeric>组成。
<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个,范围包括比较、交换、查找、遍历、复制、修改等。
<functional>定义了一些模版类,常用的仿函数等。
<numeric>体积很小,只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模版函数。
1.1 常用遍历算法
1.1.1 for_each
能力:
遍历容器的算法
函数原型:
for_each(iterator begin, iterator end, _func);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
_func: 函数或函数对象(即仿函数)
上面_func参数写法:
如果是普通函数:就写 函数名
如果是仿函数:需要写 类名()
示例:
1.1.2 transform
能力:
搬运容器到另一个容器中
函数原型:
transform(iterator begin1, iterator end1, iterator begin2, _func);
begin1:源容器开始迭代器
end1: 源容器结束迭代器
begin2: 目标容器开始迭代器
_func: 普通函数或仿函数
注意:
在使用transform搬运容器之前,必须要给目标容器提前开辟空间,不然会报错。通常用 resize()
示例:
1.2 常用查找算法
主要包含:
- find 查找元素
- find_if 按条件查找元素
- adjacent_find 查找相邻重复元素
- binary_search 二分查找法
- count 统计元素个数
- count_if 按条件统计元素个数
1.2.1 find
能力:
查找指定元素,若找到,返回指定元素迭代器;若未找到,返回结束迭代器end().
函数原型:
find(iterator begin, iterator end, value);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
value: 要查找的元素
示例:
1.2.2 find_if
能力:
按条件查找元素。
按值查找元素,若找到,返回指定元素迭代器,若未找到,返回结束迭代器。
函数原型:
find_if(iterator begin, iterator end, _pred);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
_pred: 普通函数或仿函数(需要是返回bool类型的函数)
示例:
1.2.3 adjacent_find
能力:
查找相邻重复元素,若存在,返回指定位置迭代器,若不存在,返回迭代器end()。
函数原型:
adjacent_find(iterator begin, iterator end);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
示例:
1.2.4 binary_search
能力:
查找指定元素是否存在。若存在,返回true。若不存在,返回false。
注意:
只能在有序序列才可用。
函数原型:
bool binary_search(iterator begin, iterator end, value);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
value: 要查找的元素
示例:
1.2.5 count
能力:
统计元素个数
函数原型:
count(iterator begin, iterator end, value);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
value: 要统计的元素
示例:
1.2.6 count_if
能力:
按条件统计元素个数。
函数原型:
count_if(iterator begin, iterator end, _pred);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
_pred: 谓词
示例:
1.3 常用排序算法
1.3.1 sort
能力:
对容器内元素排序
函数原型:
sort(iterator begin, iterator end, _pred);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
_pred:谓词
示例:
1.3.2 random_shuffe
能力:
也叫洗牌。将指定范围内的元素随机打乱次序。
函数原型:
random_shuffle(iterator begin, iterator end);
//也叫洗牌。将指定范围内的元素随机打乱次序。
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
注意:
使用时,需要加随机数种子,才能真实的随机起来,每次不一样。
#include<ctime>
srand((unsigned int)time(NULL));
示例:
输出:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
8 1 9 2 0 5 7 3 4 6
1.3.3 merge
能力:
两个有序容器元素合并,并存储到目标容器中。
注意:
两个容器必须是有序的,才能合并。
两个容器的排序必须是一致的,都是升序或降序。
需要先给目标容器开辟空间。
函数原型:
merge(iterator begin1, iterator end1, iterator begin2, iterator end2, iterator target_begin);
begin1: 容器1开始迭代器
end1: 容器1结束迭代器
begin2:容器2开始迭代器
end2:容器2结束迭代器
target_begin:目标容器开始迭代器
示例:
1.3.4 reverse
能力:
将容器元素进行反转。
函数原型:
reverse(iterator begin, iterator end);
begin: 容器1开始迭代器
end: 容器1结束迭代器
示例:
1.4 常用拷贝和替换算法
1.4.1 copy
能力:
将容器内指定范围内的元素拷贝到目标容器。
注意:
使用copy前需要提前给目标容器开辟空间。
函数原型:
copy(iterator begin, iterator end, iterator target_begin);
begin:容器开始迭代器
end:容器结束迭代器
target_begin:目标容器开始迭代器
示例:
1.4.2 replace
能力:
将容器指定范围的旧元素替换为新元素
函数原型:
replace(iterator begin, iterator end, oldvalue, newvalue);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
oldvalue: 旧元素
newvalue: 新元素
示例:
1.4.3 replace_if
能力:
将容器区间内满足条件的元素,替换成新元素
函数原型:
replace_if(iterator begin, iterator end, _pred, newvalue);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
_pred: 谓词
newvalue: 新元素
示例:
1.4.4 swap
能力:
互换两个容器的元素
注意:
交互的两个容器是同种类型
函数原型:
swap(container c1, container c2);
c1: 容器1
c2: 容器2
示例:
1.5 常用算术生成算法
1.5.1 accumulate
能力:
计算容器区间内元素之和
函数原型:
accumlate(iterator begin, iterator end, value);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代器
value: 起始值
示例:
1.5.2 fill
能力:
向容器指定范围区间,填充指定的元素
注意:
填充的元素数据类型,与容器中元素的数据类型要保持一致。
函数原型:
fill(iterator begin, iterator end, value);
begin: 开始迭代器
end: 结束迭代
value: 填充的值
示例:
1.6 常用集合算法
集合的概念:
交集:包含两个集合相同的元素
并集:包含两个集合全部元素
差集:一个集合去掉也存在另一个集合中的元素,剩下来的元素。
注意,本章节三个求集合算法使用时:
- 求集合的两个容器,都必须是有序序列,且排序规则一致。
- 目标容器需要提前开辟空间。
1.6.1 set_intersection
能力:
求两个容器的交集
注意:
- 两个容器必须是有序序列,且排序规则一致;
- 要先开辟目标容器空间,可以取目标容器中中较小的空间。(最特殊情况,大容器包含小容器元素,目标容器空间元素个数等于小容器元素个数)
函数原型:
vector<int>::iterator taget_end= set_intersection(iteraor begin1, iterator end1, iterator begin2, iterator end2, iterator taget_begin);
taget_end:返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
begin1: 容器1开始迭代器
end1: 容器1结束迭代器
begin2:容器2开始迭代器
end2:容器2结束迭代器
target_begin:目标容器开始迭代器
示例:
输出:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
交集:
5 6 7 8 9
1.6.2 set_union
能力:
求两个容器的并集
注意:
- 两个容器必须是有序序列,且排序规则一致;
- 目标容器需要先开辟空间,要等于两个容器空间之和。(最特殊情况,两个容器没有交集,并集元素个数等于两个容器元素个数之和)
函数原型:
vector<int>::iterator taget_end= set_union(iteraor begin1, iterator end1, iterator begin2, iterator end2, iterator taget_begin);
taget_end:返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
begin1: 容器1开始迭代器
end1: 容器1结束迭代器
begin2:容器2开始迭代器
end2:容器2结束迭代器
target_begin:目标容器开始迭代器
示例:
输出:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
并集:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1.6.3 set_difference
能力:
求两个容器的差集
注意:
- 两个容器必须是有序序列,且排序规则一致;
- 目标容器需要先开辟空间,要等于第一个容器空间。(最特殊的情况就是两个容器没有交集,差集的元素个数与第一个容器元素一样)
函数原型:
vector<int>::iterator taget_end= set_difference(iteraor begin1, iterator end1, iterator begin2, iterator end2, iterator taget_begin);
taget_end:返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
begin1: 容器1开始迭代器
end1: 容器1结束迭代器
begin2:容器2开始迭代器
end2:容器2结束迭代器
target_begin:目标容器开始迭代器
示例:
输出:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
v1和v2的差集:
0 1 2 3 4
v2和v1的差集:
10 11 12 13 14