C++之STL（四）

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1、遍历算法

2、查找算法

3、排序算法

4、拷贝和替换算法

5、生成算法

6、集合算法

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,其中常用的功能涉及到比较，交换，查找,遍历，复制，修改，反转，排序，合并等...
<numeric>体积很小，只包括在几个序列容器上进行的简单运算的模板函数.
<functional> 定义了一些模板类,用以声明函数对象。

1、遍历算法

for_each 可有返回值
可以绑定参数进行输出
transform 将容器中的数据进行搬运到另一个容器中
注意：目标容器需要开辟空间！！！！！

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
using namespace std;

/*
遍历算法 遍历容器元素
@param beg 开始迭代器
@param end 结束迭代器
@param _callback  函数回调或者函数对象
@return 函数对象


*/

//void myPrint(int v)
//{
//	cout << v << endl;
//}

//class myPrint01
//{
//public:
//	void operator()(int v)
//	{
//		cout << v << endl;
//	}
//};

struct myPrint01
{
	void operator()(int v)
	{
		cout << v << endl;
	}
};

void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	//for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint01());
}

struct myPrint02
{
	void operator()(int v)
	{
		cout << v << endl;
		m_Count++;
	}
	int m_Count;
};

//for_each有返回值
void test02()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	//for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	myPrint02 print2 = for_each(v.begin(), v.end(), myPrint02());
	cout << print2.m_Count << endl;
}

//for_each可以绑定参数进行输出
struct myPrint03 :public binary_function<int, int, void>
{
	void operator()(int v, int start) const
	{
		cout << v + start << endl;
	}
};

void test03()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	for_each(v.begin(), v.end(), bind2nd(myPrint03(), 10000));
}

/*
transform算法 将指定容器区间元素搬运到另一容器中
!!!注意 : transform 不会给目标容器分配内存，所以需要我们提前分配好内存
@param beg1 源容器开始迭代器
@param end1 源容器结束迭代器
@param beg2 目标容器开始迭代器
@param _cakkback 回调函数或者函数对象
@return 返回目标容器迭代器
*/

class TransForm
{
public:
	int operator()(int val)
	{
		return val + 10;
	}
};


void test04()
{
	vector<int>v;  //原容器
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>vTarget;  //目标容器
	vTarget.resize(v.size());
	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), [](int val){cout << val << " "; });
}

//transform 第二种用法  将两个容器数据相加搬运到目标容器
class TransForm2
{
public:
	int operator()(int val1, int val2)
	{
		return val1 + val2;
	}
};

void test05()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(100 + i);
		v2.push_back(200 + i);
	}

	vector<int>vTarget;
	vTarget.resize(v1.size());  //两个容器大小一致，也可以使用v2.size()，效果等同
	transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), vTarget.begin(), TransForm2());

	//300  302   304
	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), [](int val){cout << val << " "; });
}


int main()
{
	//test01();
	//test02();

	//test03();
	//test04();
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}

2、查找算法

find 按值查找
find_if 按条件查找 Person*
adjacent_find算法查找相邻重复元素返回第一个重复元素的迭代器位置
binary_search算法二分法查找必须容器是有序数列

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<string>
using namespace std;

/*
find算法 查找元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value 查找的元素
@return 返回查找元素的位置
*/

void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (pos != v.end())
	{
		cout << "找到了数据 " << *pos << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	bool operator==(const Person&p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name&& this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

//利用find查找自定义的数据类型
void test02()
{
	vector<Person>v;

	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<Person>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), p2);
	if (pos != v.end())
	{
		cout << "找到了姓名数据 " << (*pos).m_Name << "  年龄 " << (*pos).m_Age << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

/*
find_if算法 条件查找
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param  callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return bool 查找返回true 否则false
*/

class MyCompare : public binary_function<Person*, Person*, bool>
{
public:
	bool operator()(Person *p1, Person *p2) const
	{
		if (p1->m_Name == p2->m_Name && p1->m_Age == p2->m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
};

void test03()
{
	vector<Person*>v;

	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);

	Person * p = new Person("bbb", 21);
	
	vector<Person*>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), bind2nd(MyCompare(),p));
	if (pos != v.end())
	{
		cout << "找到了姓名数据 " << (*pos)->m_Name << "  年龄 " << (*pos)->m_Age << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

/*
adjacent_find算法 查找相邻重复元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param  _callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return 返回相邻元素的第一个位置的迭代器
*/

void test04()
{
	vector<int>v;
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(5);
	v.push_back(6);
	v.push_back(2);

	vector<int>::iterator pos = adjacent_find(v.begin(), v.end());

	if (pos != v.end())
	{
		cout << "找到了相邻重复元素为：" << *pos << endl;
	}
	else
	{
		cout << "没找到" << endl;
	}
}

/*
binary_search算法 二分查找法
注意: 在无序序列中不可用
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value 查找的元素
@return bool 查找返回true 否则false
*/

void test05()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 4);

	if (ret)
	{
		cout << "找到了4" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}

}

/*
count算法 统计元素出现次数
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param  value回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return int返回元素个数
*/

/*
count_if算法 统计元素出现次数
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param  callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return int返回元素个数
*/

class GreaterThan4
{
public:
	bool operator()(int v)
	{
		return v >= 4;
	}
};

void test06()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);
	cout << "4的个数为：" << num << endl;

	num = count_if(v.begin(), v.end(), GreaterThan4());
	cout << "大于等于4的个数为：" << num << endl;
}

int main()
{
	//test01();
	//test02();
	//test03();
	//test04();
	//test05();
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}

3、排序算法

merge算法容器元素合并，并存储到另一容器中，两容器要有序，并且顺序一致。
sort排序（常用）
random_shuffle 洗牌随机自己提供随机种子（常用）
reverse反转

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<functional>
#include<ctime>
using namespace std;

/*
merge算法 容器元素合并，并存储到另一容器中,这两个容器必须也是有序的
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest  目标容器开始迭代器
*/

void test01()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
	}

	vector<int>vTarget;
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), [](int v){cout << v << " "; });
}

//重点：sort
/*
sort算法 容器元素排序
注意:两个容器必须是有序的
@param beg 容器1开始迭代器
@param end 容器1结束迭代器
@param _callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
*/

void test02()
{
	vector<int>v1;

	v1.push_back(10);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);

	sort(v1.begin(), v1.end());
	for_each(v1.begin(), v1.end(), [](int val){cout << val << " "; });
	cout << endl;

	//降序
	sort(v1.begin(), v1.end(), greater<int>());
	for_each(v1.begin(), v1.end(), [](int val){cout << val << " "; });
	cout << endl;
}

/*
random_shuffle算法 对指定范围内的元素随机调整次序   洗牌算法
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
*/

void test03()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val){cout << val << " "; });
}

/*
reverse算法 反转指定范围的元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
*/

void test04()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	reverse(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val){cout << val << " "; });
}



int main()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	//test01();
	//test02();
	//test03();
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

4、拷贝和替换算法

copy复制
replace replace_if （常用）
reverse
swap

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<iterator>
using namespace std;

/*
copy算法 将容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param dest 目标起始迭代器
*/

void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	vector<int>vTarget;
	vTarget.resize(v.size());

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

	//for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), [](int val){cout << val << " "; });

	copy(vTarget.begin(), vTarget.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
}

/*
replace算法 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param oldvalue 旧元素
@param oldvalue 新元素
*/


/*
replace_if算法 将容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param callback函数回调或者谓词(返回Bool类型的函数对象)
@param oldvalue 新元素
*/
class myCompare
{
public:
	bool operator()(int v)
	{
		return v > 3;
	}
};

void test02()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	//需求  把容器中的3替换成300
	replace(v.begin(), v.end(), 3, 300);
	copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	//需求  把所有大于3的数字替换成30000

	replace_if(v.begin(), v.end(), myCompare(), 30000);
	copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
}

/*
swap算法 互换两个容器的元素
@param c1容器1
@param c2容器2
*/

void test03()
{
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	vector<int>v2;
	v2.push_back(10);
	v2.push_back(30);
	v2.push_back(20);
	v2.push_back(40);

	cout << "交换前数据：" << endl;
	copy(v1.begin(), v1.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
	copy(v2.begin(), v2.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	cout << "交换后的数据：" << endl;
	swap(v1, v2);
	copy(v1.begin(), v1.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
	copy(v2.begin(), v2.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

}

int main()
{
	//test01();
	//test02();
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

5、生成算法

头文件 numeric
accumulate 累加
fill 填充

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<numeric>
#include<vector>
#include<iterator>
using namespace std;

/*
accumulate算法 计算容器元素累计总和
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value累加值
*/
//accumulate(iterator beg, iterator end, value)


void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i <= 100; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	//0~100累计和  5050  第三个参数是起始值
	int sum = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
	cout << "总和为：" << sum << endl;
}

/*
fill算法 向容器中添加元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value t填充元素
*/
//fill(iterator beg, iterator end, value)

void test02()
{
	vector<int>v;

	v.resize(10);

	fill(v.begin(), v.end(), 1000);
	copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

6、集合算法

交集 set_intersection
并集 set_union
差集 set_difference

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iterator>
using namespace std;

/*
set_intersection算法 求两个set集合的交集
注意:两个集合必须是有序序列
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest  目标容器开始迭代器
@return 目标容器的最后一个元素的迭代器地址
*/

void test01()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int>vTarget;
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));
	vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	copy(vTarget.begin(), itEnd, ostream_iterator<int>(cout, " "));
}

/*
set_union算法 求两个set集合的并集
注意:两个集合必须是有序序列
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest  目标容器开始迭代器
@return 目标容器的最后一个元素的迭代器地址
*/

void test02()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int>vTarget;
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
	vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	copy(vTarget.begin(), itEnd, ostream_iterator<int>(cout, " "));
}

/*
set_difference算法 求两个set集合的差集
注意:两个集合必须是有序序列
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest  目标容器开始迭代器
@return 目标容器的最后一个元素的迭代器地址
*/

void test03()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int>vTarget;
	vTarget.resize(max(v1.size(),v2.size()));
	//v1差v2
	vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	copy(vTarget.begin(), itEnd, ostream_iterator<int>(cout, " "));

	cout << endl;
	//v2差v1
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());

	copy(vTarget.begin(), itEnd, ostream_iterator<int>(cout, " "));
}

int main()
{
	//test01();
	//test02();

	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

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