[C++快速开发] 查询

本文介绍C++语言中进行查询操作的高效模板。

提起查询，最先想到的应该就是find函数，find函数的定义如下：

template<class InputIterator, class T> InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const T& val);

简单的说，就是确定查询的起始点和终止点及查询的内容，返回第一次找到的位置。

还是给一个例子：

查找数组中数字5第一次出现的位置。

int a[] = { 1, 3, 5, 7, 9 };
int* index = find(a, a + 5, 5);
cout << (int)(index - a) << endl;

对于数组，find的返回值是一个指针。上面的例子中，返回的指针index的值就是a数组中数字5出现位置的地址。下一行输出的是该位置的下标，结果为2。

如果查不到，返回的是指向数组后一个位置的指针。如在例子中，将查询值改为11，则输出值为5。

如果是对于string的操作，查找'a'第一次出现的位置。

string s = "Hello";
int index = s.find('a');

结果index直接就是第一次出现的位置下标。

如果是对于vector或者list等结构，调用find函数方法与数组类似，但所有的参数由数组中的指针变为相应的迭代器。

其他的如find_first_of, find_last_of, find_first_not_of 用法都与find类似，只是意义稍有不同。

对于上面的find函数，只能以一个等于特定的值作为查找条件，而不能以一个范围作为限定条件。

下面介绍find_if函数，可以理解为find函数的泛型，其定义如下：

template<class InputIterator, class Predicate> InputIterator find_if(InputIterator first, InputIterator last, Predicate pred);

这个函数也是有三个参数，前两个参数也是表示find的起始和终止位置，第三个参数一般为一个布尔类型的函数，用于给出筛选条件，满足条件的返回true。该函数的返回值的情形与find是相同的。

find函数给过数组和string的例子，这里就给一个vector的例子。查找偶数。

vector<int> a = { 1, 2, 3, 4 };
auto res = find_if(a.begin(), a.end(), [](int x) -> bool { if (x % 2 == 0) return true; else return false; });

结果res是引用第一个满足条件的元素的迭代器。如果查找不到则返回last的迭代器。与find函数相同。
在上面的例子中，find_if的第三个参数是一个lambda表达式，有关lambda的相关介绍请参考本人的另一篇文章：在C++中使用lambda ( http://blog.youkuaiyun.com/xiahn1a/article/details/41665339)

建议大家都能掌握lambda，这个对于快速开发很有帮助。如果不使用lambda，则需要单独声明一个布尔返回值的函数：

bool ret(int x)
{
	if (x % 2 == 0) 
		return true; 
	else 
		return false;
}

调用find_if时直接使用函数名即可。

auto res = find_if(a.begin(), a.end(), ret });

上面介绍的find / find_if函数可以用来做什么？指定元素定位，判断是否存在指定元素，这些都是可以的。

但经常还可以看到有很多人把它用来提取满足条件的元素，或者对满足条件的元素进行计数，而且有很多论坛的帖子也是这么教的。不可否认这可以做，但效率不一定比for循环高，而且代码不一定比直接for循环简单。可以用一些更优化的函数模板来做这些问题。

对满足条件的元素计数，可以使用count / count_if函数。其中count_if是count的泛型。

count函数的函数参数与find函数是相同的，只是返回值是满足条件的元素个数，例子就不给了。

count_if函数的参数与find_if函数相同，只是返回值是满足条件元素个数，给一个和上面相似的例子。求偶数的个数。

vector<int> a = { 1, 2, 3, 4 };
auto res = count_if(a.begin(), a.end(), [](int x) -> bool { if (x % 2 == 0) return true; else return false; });

对于提取所有满足条件的元素，可以使用copy_if函数。

还是上面的例子，提取所有偶数。

vector<int> a = { 1, 2, 3, 4 };
vector<int> b(a.size());
auto res = copy_if(a.begin(), a.end(), b.begin(), [](int x) -> bool { if (x % 2 == 0) return true; else return false; });
b.resize(distance(b.begin(), res));
for (int x : b)
	cout << ' ' << x;

可以看到相比于前面的find_if和count_if。copy_if函数多了第三个参数，表示copy到的位置。其余参数意义仍相同。

在copy的时候做了处理，先预设b的大小为a，然后resize改变b的大小。resize中使用了函数distance，即计算两个迭代器之间的元素个数差。res表示copy到的数组（例子中为b）的拷贝结束点的后一位的迭代器，即copy_if函数的返回值。
还有函数remove_copy_if，是拷贝不满足条件的元素。即原集合与copy_if拷贝后的集合的差集。remove_copy_if与copy_if函数的参数及返回值意义相同。

如果要求是查找所有满足条件的结果并做替换。此时就要用到replace / replace_if函数。replace_if是replace的泛型。

用法都是相似的，只给一个replace_if函数的例子。

还是上面的例子，将所有偶数替换为1。

vector<int> a = { 1, 2, 3, 4 };
replace_if(a.begin(), a.end(), [](int x) -> bool { if (x % 2 == 0) return true; else return false; }, 1);

可以看出copy_if函数前两个参数也是指示位置，第三个参数是判断条件，第四个参数是替换后的值。这个函数返回值为void。

从上面这么多的例子可以看出，对于查询所要做的各种操作，我们不一定全部要依赖于一个find函数来实现，这样无论是实现的开销还是代码量都是大的。C++语言已经为我们提供了这些好用的函数，我们为什么不用呢？

本文所涉及代码均在Visual Studio 2015中通过。部分代码如lambda表达式，需要支持C++ 11标准的编译器，如最新版G++及VS2012及以上版本等。