C++提高编程

第五章 STL- 常用算法

概述:

• 算法主要是由头文件 组成。

• 是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等

• 体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数

• 定义了一些模板类,用以声明函数对象。

一、常用遍历算法

算法简介：

• for_each //遍历容器
• transform //搬运容器到另一个容器中

1. for_each

功能描述：

• 实现遍历容器

函数原型：

• for_each(iterator beg, iterator end, _func);

  // 遍历算法 遍历容器元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _func 函数或者函数对象

示例：

#include 
#include //普通函数
void print01(int val) 
{cout << val << " ";
}
//函数对象
class print02 
{public:void operator()(int val) {cout << val << " ";}
};//for_each算法基本用法
void test01() {vector v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i);}//遍历算法for_each(v.begin(), v.end(), print01);cout << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print02());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}/*0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
*/

总结： for_each在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握

2. transform

功能描述：

• 搬运容器到另一个容器中

函数原型：

• transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);

//beg1 源容器开始迭代器

//end1 源容器结束迭代器

//beg2 目标容器开始迭代器

//_func 函数或者函数对象

示例：

#include
#include//常用遍历算法  搬运 transformclass TransForm
{
public:int operator()(int val){return val;}};class MyPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vectorv;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}vectorvTarget; //目标容器vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}/*0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
*/

总结： 搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运

二、常用查找算法

算法简介：

• 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. find

功能描述：

• 查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：

• find(iterator beg, iterator end, value);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 查找的元素

示例：

#include 
#include 
#include 
void test01() {vector v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i + 1);}//查找容器中是否有 5 这个元素vector::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到:" << *it << endl;}
}class Person {
public:Person(string name, int age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;}//重载==bool operator==(const Person& p) {if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {return true;}return false;}public:string m_Name;int m_Age;
};void test02() {vector v;//创建数据Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);vector::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;}
}

总结： 利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

2. find_if

功能描述：

• 按条件查找元素

函数原型：

• find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

示例：

#include 
#include 
#include //内置数据类型
class GreaterFive
{
public:bool operator()(int val){return val > 5;}
};void test01() {vector v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i + 1);}vector::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;}
}//自定义数据类型
class Person {
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}
public:string m_Name;int m_Age;
};class Greater20
{
public:bool operator()(Person &p){return p.m_Age > 20;}};void test02() {vector v;//创建数据Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);vector::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());if (it == v.end()){cout << "没有找到!" << endl;}else{cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;}
}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}/*test01():找到大于5的数字:6test02():找到姓名:ccc 年龄: 30
*/

总结：find_if按条件查找使查找更加灵活，提供的仿函数可以改变不同的策略

3. adjacent_find

功能描述：

• 查找相邻重复元素

函数原型：

• adjacent_find(iterator beg, iterator end);

  // 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  ​

示例：

#include 
#include void test01()
{vector v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(5);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(4);v.push_back(3);//查找相邻重复元素vector::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());if (it == v.end()) {cout << "找不到!" << endl;}else {cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;}
}

总结：面试题中如果出现查找相邻重复元素，记得用STL中的adjacent_find算法

4. binary_search

功能描述：

• 查找指定元素是否存在

函数原型：

• bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);

  // 查找指定的元素，查到 返回true 否则false

  // 注意: 在无序序列中不可用

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 查找的元素

示例：

#include 
#include void test01()
{vectorv;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}//二分查找bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);if (ret){cout << "找到了" << endl;}else{cout << "未找到" << endl;}
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}/*找到了
*/

总结： 二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

5. count

功能描述：

• 统计元素个数

函数原型：

• count(iterator beg, iterator end, value);

  // 统计元素出现次数

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 统计的元素

示例：

#include 
#include //内置数据类型
void test01()
{vector v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(4);int num = count(v.begin(), v.end(), 4);cout << "4的个数为： " << num << endl;
}//自定义数据类型
class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}bool operator==(const Person & p){if (this->m_Age == p.m_Age){return true;}else{return false;}}string m_Name;int m_Age;
};void test02()
{vector v;Person p1("刘备", 35);Person p2("关羽", 35);Person p3("张飞", 35);Person p4("赵云", 30);Person p5("曹操", 25);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);Person p("诸葛亮",35);int num = count(v.begin(), v.end(), p);cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}/*test01():4的个数为： 3test02():num = 3
*/

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

6. count_if

功能描述：

• 按条件统计元素个数

函数原型：

• count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按条件统计元素出现次数

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 谓词

  ​

示例：

#include 
#include class Greater4
{
public:bool operator()(int val){return val >= 4;}
};//内置数据类型
void test01()
{vector v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(4);int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}//自定义数据类型
class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};class AgeLess35
{
public:bool operator()(const Person &p){return p.m_Age < 35;}
};
void test02()
{vector v;Person p1("刘备", 35);Person p2("关羽", 35);Person p3("张飞", 35);Person p4("赵云", 30);Person p5("曹操", 25);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}/*test01():大于4的个数为： 4test02():小于35岁的个数：2
*/

总结： 按值统计用count，按条件统计用count_if