STL常用算法

概述：

1. 算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成

2. <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

3. <nuneric>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

4. <functional>定义了一些模板类，用以声明函数对象

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

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 遍历容器中所有元素

beg开始迭代器

end结束迭代器

_func函数或者函数对象

示例

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用遍历算法 for_each
​
//普通函数
void print01(int val)
{cout << val << " ";
}
​
//仿函数
class print02
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v;for(int i = 0;i < 10; i++){v.push_back(i);}for_each(v.begin(), v.end(), print01);cout << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print02());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

总结：for_each在实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：

tansform(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<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用遍历算法 transform
​
class Transform
{
public:int operator()(int v){return v;}
};
​
class print
{
public:int operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v;for(int i = 0;i < 10; i++){v.push_back(i);}vector<int>vTarget;//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(v.begin(), v.end(), print());
}
​
int main()
{test();return 0;
}

2.常用查找算法

算法简介：

find查找元素

find_if按条件查找

adjacent_find查找相邻重复元素

binary_search二分查找

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

代码

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<string>
using namespace std;
​
//常用的查找算法 
//find
​
//查找 内指数据类型
void test01()
{vector<int>v;for(int i = 0;i < 10; i++){v.push_back(i);}//查找 容器中 是否有 5 这个元素vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);if(it == v.end()){cout << "没有找到！" << endl;}else{cout << "找到了！" << *it << endl;}
}
​
//查找 自定义数据类型
class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}//重载 == 使底层find知道如何对比person数据类型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;
};
​
void test02()
{vector<Person>v;//创建数据Person p1("zhangsan",18);Person p2("lisi",19);Person p3("wangwu",20);Person p4("zaholiu",21);Person p5("tangqi",22);//放入容器v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);Person p("wangwu",20);vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p);if(it == v.end()){cout << "没有找到！" << endl;}else{cout << "找到了：" << "姓名为：" << it->m_Name << " 年龄为：" << it->m_Age << endl; }
}
​
int main()
{test01();test02();return 0;
}

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<iostream>
#include<vector>
#include<string>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用查找算法 find_if
​
//1.查找内置数据类型
class GreaterFive
{
public:bool operator()(int val){return val > 5;}
};
​
void test01()
{vector<int>v;for(int i = 0;i < 10; i++){v.push_back(i);}vector<int>::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;}
}
​
//2.查找自定义数据类型
class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};
​
class GreaterT
{
public:bool operator()(Person &p){return p.m_Age > 20;}
};
​
void test02()
{vector<Person>v;Person p1("zhangsan",19);Person p2("lisi",20);Person p3("wangwu",21);Person p4("zhaoliu",22);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);//找年龄大于20岁的vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterT());if(it == v.end()){cout << "没有找到" << endl;}else{cout << "找到了姓名：" << it->m_Name << " 年龄：" << it->m_Age << endl;}
}
​
int main()
{test01();test02();return 0;
}

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);

查找相邻里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<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用查找算法 adjacent_find
void test()
{vector<int>v;v.push_back(0);v.push_back(2);v.push_back(0);v.push_back(3);v.push_back(1);v.push_back(4);v.push_back(3);v.push_back(3);vector<int>::iterator pos = adjacent_find(v.begin(), v.end());if(pos == v.end()){cout << "未找到相邻重复元素" << endl;}else{cout << "找到相邻重复元素：" << *pos << endl;}
}
int main()
{test();return 0;
}

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<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
​
//常用查找算法 binary_search
void test()
{vector<int>v;for(int i = 0;i < 10; i++){v.push_back(i);}//查找容器中是否有9 元素bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 9);if(ret){cout << "找到了元素" << endl;}else{cout << "没有找到" << endl;}
}
​
int main()
{test();return 0;
}

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得是有序序列

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<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用查找算法 count
​
//1.统计内置数据类型
void test1()
{vector<int>v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(3);v.push_back(3);v.push_back(4);int num = count(v.begin(), v.end(), 3);cout << "3的元素个数：" << num << endl;
}
​
//2.统计自定义数据类型
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 test2()
{vector<Person>v;Person p1("aaa",18);Person p2("bbb",19);Person p3("ccc",20);Person p4("ddd",18);Person p5("eee",18);Person p6("fff",18);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);v.push_back(p6);Person p7("ggg",18);int num = count(v.begin(), v.end(), p7);cout << "和p7年龄一样的有" << num << "个" << endl;
}
​
int main()
{test1();test2();return 0;
}

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<iostream>
#include<vector>
#include<string>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//1.内置数据类型统计
class Greater20
{
public:bool operator()(int val){return val > 20;}
};
​
void test()
{vector<int>v;v.push_back(10);v.push_back(40);v.push_back(30);v.push_back(20);int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater20());cout << "大于20的元素个数为：" << num << endl;
}
​
//2.自定义的数据类型
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;
};
​
class AgeGreater18
{
public:bool operator()(const Person & p){return p.m_Age == 18;}
};
​
void test1()
{vector<Person>v;Person p1("zhangsan",18);Person p2("lisi",18);Person p3("wangwu",19);Person p4("zhaoliu",18);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeGreater18());cout << "18岁的人数：" << num << "个" << endl;
}
​
int main()
{test();test1();return 0;
}

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

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

示例

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
using namespace std;
​
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v;v.push_back(10);v.push_back(30);v.push_back(50);v.push_back(20);v.push_back(40);//利用sort进行升序sort(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), print());cout << endl;//改为降序sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());//greater内建函数for_each(v.begin(), v.end(), print());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

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

示例：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<ctime>
using namespace std;
​
//常用排序算法 random_shuffle
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{srand((unsigned int)time(NULL));vector<int>v;for(int i = 0;i < 10; i++){v.push_back(i);}//利用洗牌算法 打乱顺序random_shuffle(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), print());
}
​
int main()
{test();return 0;
}

总结：random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子

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，而且两个均为升序或降序

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客器2结束送代器

dest目标容器开始迭代器

示例：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用的排序算法 merge
//仿函数
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v1;vector<int>v2;for(int i = 0;i < 10; i++){v1.push_back(i);v2.push_back(i+1);}//目标容器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(), print());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

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

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用排序算法 reverse
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v;for(int i = 0;i < 10; i++){v.push_back(i);}cout << "反转前：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print());cout << endl;reverse(v.begin(), v.end());cout << "反转后：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print());
}
​
int main()
{test();return 0;
}

4.常用拷贝和替换算法

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

1.swap

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，找不到就返回结束迭代器位置

beg开始迭代器

end结束迭代器

dest目标超始迭代器

示例:

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用拷贝和替换算法 copy
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v1;for(int i = 0;i < 10; i++){v1.push_back(i);}vector<int>v2;v2.resize(v1.size());copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());for_each(v2.begin(), v2.end(), print());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

2.replace

功能描述：

将容器内指定范围的旧元素核改为新元素

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

示例：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用拷贝和替换算法replace
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v;v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(20);cout << "替换前：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print());cout << endl;//将20替换为200replace(v.begin(), v.end(), 20, 200);cout << "替换后：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

3.replace_if

功能描述：

将区间内满足条件的元素，苔换成指定元素

函数原型：

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

按条件换元素，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

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用拷贝和替换算法replace_if
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
class Greater
{
public:bool operator()(int val){return val > 30;}
};
​
void test()
{vector<int>v;v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(20);cout << "替换前：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print());cout << endl;//将大于30的替换为100replace_if(v.begin(), v.end(), Greater(), 100);cout << "替换后：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

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

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

示例

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用拷贝和替换算法 swap
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v1;vector<int>v2;for(int i = 0;i < 10; i++){v1.push_back(i);v2.push_back(i + 100);}cout << "交换前：" << endl;for_each(v1.begin(), v1.end(), print());cout << endl;for_each(v2.begin(), v2.end(), print());cout << endl;cout << "--------------------------" << endl;cout << "交换后：" << endl;swap(v1, v2);for_each(v1.begin(), v1.end(), print());cout << endl;for_each(v2.begin(), v2.end(), print());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

5.常用算法生成算法

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

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

示例：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<numeric>
using namespace std;
​
//常用算法生成算法
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v;for(int i = 0;i <= 100; i++){v.push_back(i);}int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);cout << "累计求和值为：" << total << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}

总结：accumulate使用时头文件注意是numeric，这个算法很实用

2.fill

功能描述：

向容器中填充相定的元素

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

示例：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<numeric>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用算法生成算法
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{vector<int>v;v.resize(10);//后期重新填充fill(v.begin(), v.end(), 100);for_each(v.begin(), v.end(), print());
}
​
int main()
{test();return 0;
}

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

 

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

示例：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用集合算法
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{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;//目标容器需要提前开辟空间//最特殊情况就是大容器包含小容器，开辟空间取小容器的size即可vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));//获取交集vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, print());
}
​
int main()
{test();return 0;
}

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

2.set_union

功能描述：

求两个集合的并集

函数原型：

set_union(iterator begl, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

求两个集合的并集I

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

示例：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用集合算法
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{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());for_each(vTarget.begin(), itEnd, print());
}
​
int main()
{test();return 0;
}

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

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

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
​
//常用集合算法
class print
{
public:operator()(int val){cout << val << " ";}
};
​
void test()
{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()));vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());cout << "v1和v2的差集：" << endl;for_each(vTarget.begin(), itEnd, print());cout << endl;itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());cout << "v2和v1的差集：" << endl;for_each(vTarget.begin(), itEnd, print());cout << endl;
}
​
int main()
{test();return 0;
}