5 STL- 常用算法

概述:

• 算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成。

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

• <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板函数

• <functional>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

5.1 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

5.1.1 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

总结：for_each在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握

5.1.2 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

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

5.2 常用查找算法

学习目标：

• 掌握常用的查找算法

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

5.2.1 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

总结： 利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

5.2.2 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）

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

5.2.3 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

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

5.2.4 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

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

5.2.5 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

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

5.2.6 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

总结：按值统计用count，按条件统计用count_if

5.3 常用排序算法

算法简介：

• sort //对容器内元素进行排序
• random_shuffle //洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
• merge // 容器元素合并，并存储到另一容器中
• reverse // 反转指定范围的元素

5.3.1 sort

功能描述：

• 对容器内元素进行排序

函数原型：

• sort(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 谓词

总结：sort属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

5.3.2 random_shuffle

功能描述：

• 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

函数原型：

• random_shuffle(iterator beg, iterator end);

  // 指定范围内的元素随机调整次序

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

总结：random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子

5.3.3 merge

功能描述：

• 两个容器元素合并，并存储到另一容器中

函数原型：

• merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 容器元素合并，并存储到另一容器中

  // 注意: 两个容器必须是有序的

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

总结：merge合并的两个容器必须的有序序列

5.3.4 reverse

功能描述：

• 将容器内元素进行反转

函数原型：

• reverse(iterator beg, iterator end);

  // 反转指定范围的元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

总结：reverse反转区间内元素，面试题可能涉及到

5.4 常用拷贝和替换算法

学习目标：

• 掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介：

• copy // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
• replace // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
• replace_if // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
• swap // 互换两个容器的元素

5.4.1 copy

功能描述：

• 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

函数原型：

• copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);

  // 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

  // dest 目标起始迭代器

总结：利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

5.4.2 replace

功能描述：

• 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

函数原型：

• replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);

  // 将区间内旧元素 替换成 新元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // oldvalue 旧元素

  // newvalue 新元素

总结：replace会替换区间内满足条件的元素

5.4.3 replace_if

功能描述:

• 将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：

• replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);

  // 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _pred 谓词

  // newvalue 替换的新元素

总结：replace_if按条件查找，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

5.4.4 swap

功能描述：

• 互换两个容器的元素

函数原型：

• swap(container c1, container c2);

  // 互换两个容器的元素

  // c1容器1

  // c2容器2

总结：swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

5.5 常用算术生成算法

注意：

• 算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>

算法简介：

• accumulate // 计算容器元素累计总和

• fill // 向容器中添加元素

5.5.1 accumulate

功能描述：

• 计算区间内 容器元素累计总和

函数原型：

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

  // 计算容器元素累计总和

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 起始值

总结：accumulate使用时头文件注意是 numeric，这个算法很实用

5.5.2 fill

功能描述：

• 向容器中填充指定的元素

函数原型：

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

  // 向容器中填充元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 填充的值

总结：利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值

5.6 常用集合算法

算法简介：

• set_intersection // 求两个容器的交集

• set_union // 求两个容器的并集

• set_difference // 求两个容器的差集

5.6.1 set_intersection

功能描述：

• 求两个容器的交集

函数原型：

• set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的交集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

总结：

• 求交集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
• set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置

5.6.2 set_union

功能描述：

• 求两个集合的并集

函数原型：

• set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的并集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

  总结：

• 求并集的两个集合必须的有序序列

• 目标容器开辟空间需要两个容器相加

• set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置

5.6.3 set_difference

功能描述：

• 求两个集合的差集

函数原型：

• set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的差集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

  总结：

• 求差集的两个集合必须的有序序列

• 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值

• set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置

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