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浅析STL中的常用算法

2022-11-15 23:46

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一、非变异算法

是一组不破坏操作数据的模板函数，用来对序列数据进行逐个处理、元素查找、子序列搜索、统计和匹配。非变异算法具有极为广泛的适用性，基本上可应用与各种容器。

1查找容器元素find

它用于查找等于某值的元素。它在迭代器区间[first,last)(闭开区间)上查找等于value值的元素，如果迭代器i所指的元素满足*i=value，则返回迭代器i；未找到满足条件的元素，返回last。函数原型：find( v1.begin(), v1.end(), num_to_find );

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

int num_to_find = 6;

vector<int> v1;

for( int i = 0; i < 10; i++ )

v1.push_back(2*i);

vector<int>::iterator result;

result = find( v1.begin(), v1.end(), num_to_find );

if( result == v1.end() )

cout << "未找到任何元素匹配 " << num_to_find << endl;

else

cout << "匹配元素的索引值是 " << result-v1.begin() << endl;

}


2条件查找容器元素find_if

利用返回布尔值的谓词判断pred，检查迭代器区间[first,last)(闭开区间)上的每一个元素，如果迭代器i满足pred（*i）＝true，表示找到元素并返回迭代值i（找到的第一个符合条件的元素）；未找到元素，返回末位置last。函数原型：find_if(v.begin(),v.end(),divby5);

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

bool divby5(int x)

{

return x%5?0:1;

}

void main()

{

vector<int> v(20);

for(int i=0;i<v.size();i++)

{

v[i]=(i+1)*(i+3);

cout<<v[i]<<' ';

}

cout<<endl;

vector<int>::iterator ilocation;

ilocation=find_if(v.begin(),v.end(),divby5);

if(ilocation!=v.end())

cout<<"找到第一个能被5整除的元素："<<*ilocation<<endl<<"元素的索引位置是： "<<ilocation-v.begin()<<endl;

}


3统计等于某值的容器元素个数count

list<int> l;
count（l.begin（），l.end（），value）

4条件统计count_if

count_if（l.begin（），l.end()，pred）。谓词pred含义同find_if中的谓词。例子可以参考例2.

5子序列搜索search

search算法函数在一个序列中搜索与另一序列匹配的子序列。参数分别为一个序列的开始位置，结束位置和另一个序列的开始，结束位置。

函数原型：search(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v1;

cout<<"v1:";

for(int i=0;i<5;i++)

{

v1.push_back(i+5);

//注意：v1定义时没有给定大小，因此这里不能直接使用赋值语句。

cout<<v1[i]<<' ';

}

cout<<endl;

vector<int> v2;

cout<<"v2:";

for(i=0;i<2;i++)

{

v2.push_back(i+7);

cout<<v2[i]<<' ';

}

cout<<endl;

vector<int>::iterator ilocation;

ilocation=search(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());

if(ilocation!=v1.end())

cout<<"v2的元素包含在v1中，起始元素为"<<"v1["<<ilocation-v1.begin()<<']'<<endl;

else

cout<<"v2的元素不包含在v1中"<<endl;

}


6重复元素子序列搜索search_n

search_n算法函数搜索序列中是否有一系列元素值均为某个给定值的子序列。函数原型：search_n(v.begin(),v.end(),3,8)，在v中找到3个连续的元素8

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(1);

v.push_back(8);

v.push_back(8);

v.push_back(8);

v.push_back(6);

v.push_back(6);

v.push_back(8);

vector<int>::iterator i;

i=search_n(v.begin(),v.end(),3,8);

if(i!=v.end())

cout<<"在v中找到3个连续的元素8"<<endl;

else

cout<<"在v中未找到3个连续的元素8"<<endl;

}


7最后一个子序列搜索find_end

函数原型find_end(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());在V1中要求的位置查找V2中要求的序列。

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

 

void main()

{

vector<int> v1;

v1.push_back(-5);

v1.push_back(1);

v1.push_back(2);

v1.push_back(-6);

v1.push_back(-8);

v1.push_back(1);

v1.push_back(2);

v1.push_back(-11);

vector<int> v2;

v2.push_back(1);

v2.push_back(2);

vector<int>::iterator i;

i=find_end(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());

if(i!=v1.end())

cout<<"v1中找到最后一个匹配v2的子序列，位置在" <<"v1["<<i-v1.begin()<<"]"<<endl;

}


二、变异算法

是一组能够修改容器元素数据的模板函数。copy(v.begin(),v.end(),l.begin());将v中的元素复制到l中。

1 元素复制copy

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <list>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(1);

v.push_back(3);

v.push_back(5);

 

list<int> l;

l.push_back(2);

l.push_back(4);

l.push_back(6);

l.push_back(8);

l.push_back(10);

copy(v.begin(),v.end(),l.begin());

list<int>::iterator i;

for(i=l.begin();i!=l.end();i++)

cout<<*i<<' ';

cout<<endl;

}


2 元素变换transform改变

函数原型：transform(v.begin(),v.end(),l.begin(),square);也是复制，但是要按某种方案复制。

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <list>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

 

int square(int x)

{

return x*x;

}

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(5);

v.push_back(15);

v.push_back(25);

list<int> l(3);

transform(v.begin(),v.end(),l.begin(),square);

list<int>::iterator i;

for(i=l.begin();i!=l.end();i++)

cout<<*i<<' ';

cout<<endl;

}


3 替换replace

replace算法将指定元素值替换为新值。

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(13);

v.push_back(25);

v.push_back(27);

v.push_back(25);

v.push_back(29);

replace(v.begin(),v.end(),25,100);

vector<int>::iterator i;

for(i=v.begin();i!=v.end();i++)

cout<<*i<<' ';

cout<<endl;

}


输出结果为13 100 27 100 29

4 条件替换replace_if

函数原型：replace_if(v.begin(),v.end(),odd,100);

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

bool odd(int x)

{

return x%2;

}

void main()

{

vector<int> v;

for(int i=1;i<10;i++)

v.push_back(i);

replace_if(v.begin(),v.end(),odd,100);

vector<int>::iterator ilocation;

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}


5 n次填充fill_n

函数原型fill_n(v.begin(),5,-1)；向从v.begin开始的后面5个位置跳入-1

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v(10);

fill_n(v.begin(),5,-1);

vector<int>::iterator ilocation;

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}


输出结果：-1 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 0

6 随机生成n个元素generate

函数原型：generate_n(v.begin(),5,rand);向从v.begin开始的后面5个位置随机填写数据。

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v(10);

generate_n(v.begin(),5,rand);

vector<int>::iterator ilocation;

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}


7 条件移除remove_if

返回值相当于移除满足条件的元素后形成的新向量的end（）值。

函数原型：remove_if(v.begin(),v.end(),even);

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

bool even(int x)

{

return x%2?0:1;

}

void main()

{

vector<int> v;

for(int i=1;i<=10;i++)

v.push_back(i);

vector<int>::iterator ilocation,result;

cout<<"移除前：";

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

result=remove_if(v.begin(),v.end(),even);

cout<<"移除后：";

for(ilocation=v.begin();ilocation!=result;ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}


8 剔除连续重复元素unique

函数原型：unique(v.begin(),v.end());

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(2);

v.push_back(6);

v.push_back(6);

v.push_back(6);

v.push_back(9);

v.push_back(6);

v.push_back(3);

vector<int>::iterator ilocation,result;

result=unique(v.begin(),v.end());

for(ilocation=v.begin();ilocation!=result;ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}


输出结果：2 6 9 6 3

三、排序算法

1、创建堆make_heap

2、元素入堆push_heap（默认插入最后一个元素）

3、元素出堆pop_heap（与push_heap一样，pop_heap必须对堆操作才有意义）

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(5);

v.push_back(6);

v.push_back(4);

v.push_back(8);

v.push_back(2);

v.push_back(3);

v.push_back(7);

v.push_back(1);

v.push_back(9);

make_heap(v.begin(),v.end());

v.push_back(20);

push_heap(v.begin(),v.end());

vector<int>::iterator ilocation;

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

pop_heap(v.begin(),v.end());

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}


4 堆排序sort_heap

使用：

复制代码 代码如下:

make_heap(v.begin(),v.end());

sort_heap(v.begin(),v.end());

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(3);

v.push_back(9);

v.push_back(6);

v.push_back(3);

v.push_back(17);

v.push_back(20);

v.push_back(12);

vector<int>::iterator ilocation;

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

make_heap(v.begin(),v.end());

sort_heap(v.begin(),v.end());

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}


输出结果：

3 9 6 3 17 20 12
3 3 6 9 12 17 20

5 排序sort

函数原型：sort(v.begin(),v.end());

复制代码 代码如下:

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

vector<int> v;

v.push_back(2);

v.push_back(8);

v.push_back(-15);

v.push_back(90);

v.push_back(26);

v.push_back(7);

v.push_back(23);

v.push_back(30);

v.push_back(-27);

v.push_back(39);

v.push_back(55);

vector<int>::iterator ilocation;

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

sort(v.begin(),v.end());//比较函数默认

for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)

cout<<*ilocation<<' ';

cout<<endl;

}

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