C++STL之算法 | 概述及常用遍历算法

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,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。

STL算法分为:质变算法和非质变算法。

所有的STL算法都作用在由迭代器[first,end)所标示出来的区间上,所谓质变算法,是指运算过程中会改变区间内的(迭代器所指)的元素内容。比如,拷贝(copy)、互换(swap)、替换(replace)、填写(fill)、删除(remove)、排序(sort)等算法都属于此类。

非质变算法是指是指在运算过程中不会区间内(迭代器所指)的元素内容,比如查找(find)、计数(count)、遍历(for_each)、寻找极值(max,min)等,都属于此类。但是如果你在for_each遍历每个元素的时候试图应用一个会改变元素内容的仿函数,那么元素当然也会改变。

常用遍历算法

for_each和transform

/*
    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
*/
for_each(iterator beg, iterator end, _callback);
/*
    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
*/
transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _callbakc)
for_each案例代码

基本正向遍历和逆向遍历
for_each绑定参数输出
for_each修改容器元素
for_each返回值

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>

using namespace std;

//for_each正向遍历 反向遍历
struct print01{
    void operator()(int v){
        cout << v << " ";
    }
};
void test01(){
    
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10;i++){
        v.push_back(rand() % 100);
    }

    //正向遍历
    for_each(v.begin(), v.end(), print01());
    cout << endl;
    //反向遍历
    for_each(v.rbegin(), v.rend(), print01());
    cout << endl;
}


//for_each算法 绑定参数
//将容器中的元素加上100 再输出
struct print2 : public binary_function<int,int,void>{
    void operator()(int v1,int v2) const{
        cout << v1+v2 << " ";
    }
};
void print21(int v1, int v2){
    cout << v1 + v2 << " ";
}
void test02(){
    
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v.push_back(rand() % 100);
    }

    for_each(v.begin(), v.end(), print01());
    cout << endl;

    //函数对象做参数
    for_each(v.begin(), v.end(), bind2nd(print2(), 100));
    cout << endl;
    //普通回调函数做参数,并且绑定参数
    for_each(v.begin(), v.end(), bind2nd(ptr_fun(print21), 100));
    cout << endl;

}

//for_each修改元素值
struct print3 {
    void operator()(int& v1) const{
        v1 = v1 + 100;
        cout << v1 << " ";
    }
};
void test03(){
    
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v.push_back(rand() % 100);
    }

    for_each(v.begin(), v.end(), print01());
    cout << endl;

    for_each(v.begin(), v.end(), print3());
    cout << endl;

    for_each(v.begin(), v.end(), print01());
    cout << endl;
}

//for_each返回值
struct print4 {
    print4() :count(0){}
    void operator()(int v1){
        count++;
        cout << v1 << " ";
    }
    int count;
};
void test04(){
    
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v.push_back(rand() % 100);
    }
    print4 temp1;
    print4 temp2 = for_each(v.begin(), v.end(), temp1);
    cout << endl;

    cout << "temp1:" << temp1.count << endl;
    cout << "temp2:" << temp2.count << endl;

}
int main(){

    //test01();
    test02();
    test03();
    test04();

    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}
transform案例代码

从一个容器经过处理搬运到另一个容器:
两个容器数据处理搬运到第三个容器

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>

using namespace std;

//容器中元素加10 搬运到另一容器中
void print1(int v){
    cout << v << " ";
}
struct myplus01{
    int operator()(int v1){
        return v1 + 100;
    }
};
void test01(){
    
    vector<int> v,dest;
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v.push_back(rand() % 100);
    }
    for_each(v.begin(), v.end(), print1);
    cout << endl;
    //首先给dest开辟足够内存
    dest.resize(v.size());
    //搬运元素

    /*
        template<class _InIt,
        class _OutIt,
        class _Fn1> inline
        _OutIt _Transform(_InIt _First, _InIt _Last,
        _OutIt _Dest, _Fn1 _Func)
        {   // transform [_First, _Last) with _Func
        for (; _First != _Last; ++_First, ++_Dest)
        *_Dest = _Func(*_First);
        return (_Dest);
        }
    */
    transform(v.begin(), v.end(), dest.begin(), myplus01());
    for_each(dest.begin(), dest.end(), print1);
    cout << endl;

}

//容器1的元素 + 容器2的元素 搬运到 第三个容器中
struct myplus02{
    int operator()(int v1,int v2){
        return v1 + v2;
    }
};
void test02(){

    vector<int> v1,v2, dest;
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i + 1);
    }
    for_each(v1.begin(), v1.end(), print1);
    cout << endl;
    /*
        template<class _InIt1,
        class _InIt2,
        class _OutIt,
        class _Fn2> inline
        _OutIt transform(_InIt1 _First1, _InIt1 _Last1,
        _InIt2 _First2, _OutIt _Dest, _Fn2 _Func)
        {   // transform [_First1, _Last1) and [_First2, ...) with _Func
        _DEBUG_RANGE(_First1, _Last1);
        _DEBUG_POINTER(_Dest);
        _DEBUG_POINTER(_Func);
        if (_First1 != _Last1)
        return (_Transform2(_Unchecked(_First1), _Unchecked(_Last1),
        _First2, _Dest, _Func,
        _Is_checked(_Dest)));
        return (_Dest);
        }


        template<class _InIt1,
        class _InIt2,
        class _OutIt,
        class _Fn2> inline
        _OutIt _Transform(_InIt1 _First1, _InIt1 _Last1,
        _InIt2 _First2, _OutIt _Dest, _Fn2 _Func)
        {   // transform [_First1, _Last1) and [_First2, ...) with _Func
        for (; _First1 != _Last1; ++_First1, ++_First2, ++_Dest)
        *_Dest = _Func(*_First1, *_First2);
        return (_Dest);
        }

    */

    dest.resize(v1.size());
    transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), dest.begin(), myplus02());

    for_each(dest.begin(), dest.end(), print1);
    cout << endl;
}
int main(){

    //test01();
    test02();

    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}
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