C++中算法与泛型算法怎么应用
C++中算法与泛型算法怎么应用
本篇内容主要讲解“C++中算法与泛型算法怎么应用”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“C++中算法与泛型算法怎么应用”吧!
本文包括的算法有：
只读算法：find()、count()、accumulate()、equal()
写算法：fill()、fill_n()、back_inserter()、copy()、copy_backward()、replace()、replace_copy()、next_permutation()、prev_permutation()
重排元素算法：sort()、stable_sort()、unique()
一、算法简介
大多数算法在头文件algorithm中。标准库还在头文件numeric中定义了一组数值泛型算法
算法是如何工作的：
迭代器令算法不依赖于容器类型：算法不依赖于容器所保存的元素类型。只要有一个迭代器可以来访问元素，就可以进行运算
但算法依赖于元素类型的操作：虽然迭代器令算法不依赖于容器类型，但大多数算法都是用了一个（多个）元素类型上的操作。例如find用元素类型的==运算符完成每个元素与给定值的比较。其他算法可能要求元素类型支持“<”运算符。不过，我们将看到，大多数算法提供了一种方法，允许我们使用自定义的操作来替代默认的运算符
二、泛型算法
标准库提供了超过100个算法，这些算法都对一个范围内的元素来进行操作
算法基本上分为3类：是否读取元素、改变元素、重排元素顺序
三、只读算法
只可以操作容器元素，不可以改变容器内的值
因为是只读，所以建议使用只读迭代器（cbegin()、cend()）
find()
功能：遍历一个范围中是否包含某元素
参数：前2个参数是一个迭代器范围或者指针范围。第3个参数是要查找的元素
返回值：成功返回要查找的元素所在的迭代器。失败返回参数2
//判断value在vec中是否存在，因为find如果失败返回的是参数2.所以可以用来判断是否查找成功vector<int>vec{1,2,3};intvalue=2;autoresult=find(vec.cbegin(),vec.cend(),value);cout<<"Thevalue"<<value<<(result==vec.cend()?"isnotpresent":"ispresent")<<endl;
vector<string>vec{"A","B","C"};autoresult=find(vec.cbegin(),vec.cend(),"B");cout<<"TheB"<<(result==vec.cend()?"isnotpresent":"ispresent")<<endl;
对数组的操作：可以用内置函数begin()、end()作为数组的迭代器，也可以用指针作为迭代器
intarr[]={1,2,3,4,5};intval=4;int*result=find(begin(arr),end(arr),val);if(result!=end(arr)){cout<<"findsucccess,valueis："<<*result<<endl;}
intarr[]={1,2,3,4,5};intvalue=3;autoresult=find(arr+1,arr+3,value);cout<<"Thevalue"<<value<<((result==arr+3)?"isnotpresent":"ispresent")<<endl;
count()
功能：返回元素在指定迭代器范围内出现的次数
返回值：成功返回出现的次数，没有返回0
list<int>li{1,2,3,66,66,66,100};cout<<"The66countis："<<count(li.cbegin(),li.cend(),66)<<endl;
accumulate()
头文件：numeric
功能：将指定范围内的元素进行和运算，参数3为和运算的初始值
返回值：返回和运算的结果
注意：此函数操作的元素必须能够与+运算符进行操作
//计算li元素的和，和的初始值为0list<int>li{1,2,3};cout<<"Thesumis："<<accumulate(li.cbegin(),li.cend(),0)<<endl;//6
使用string时，必须显示地调用，不能够直接使用字符串，因为这样会被accumulate函数认为是一个const char*对象而出错
//正确ist<string>li{"A","B","C"};cout<<accumulate(li.cbegin(),li.cend(),string("String："))<<endl;//String：ABC
//错误list<string>li{"A","B","C"};cout<<accumulate(li.cbegin(),li.cend(),"String：")<<endl;
//正确list<string>li{"A","B","C"};strings="String：";cout<<accumulate(li.cbegin(),li.cend(),s)<<endl;
附加：如果想要进行别的运行，例如乘、除等，可以使用参数4.例如下面是对一个数组内的元素进行乘操作（备注：初始化不要填0，否则结果就为0）
int*p=newint[4]{1,2,3,4};cout<<accumulate(p,p+4,1,multiplies<int>())<<endl;//24
equal()
功能：用来比较两个指定范围内的元素是否都是相同的值（常来比较两个元素是否相同）
参数：参数1和参数2指定一个容器的范围。参数3指定另一个容器的开始范围
比较规则：将参数1和2指定的范围内的所有元素，查看这些元素是否与参数3所指定的另一个容器的开始处是否都存在（不一定要个数都相同，只要容器1的元素在容器2中都要一一对应）
返回值：都相同返回1。不相同返回0
因为equal调用迭代器完成操作，所以equal可以用来比较两个不同类型的容器。例如vector<string>和list<const char*>可以进行比较
vector<int>vec1{1,2};vector<int>vec2{1,2,3};vector<int>vec3{1,2,3,4};vector<int>vec4{1,2,3,4};cout<<equal(vec1.cbegin(),vec1.cend(),vec4.cbegin())<<endl;//1cout<<equal(vec2.cbegin(),vec2.cend(),vec4.cbegin())<<endl;//1cout<<equal(vec3.cbegin(),vec3.cend(),vec4.cbegin())<<endl;//1
vector<int>vec1{2,3};vector<int>vec2{1,2,3,4};cout<<equal(vec1.cbegin(),vec1.cend(),vec2.cbegin())<<endl;//0
vector<string>vec1{"A","B"};vector<string>vec2{"B"};vector<constchar*>vec3{"A","B","C"};cout<<equal(vec1.cbegin(),vec1.cend(),vec3.cbegin())<<endl;//1cout<<equal(vec2.cbegin(),vec2.cend(),vec3.cbegin())<<endl;//0
四、写算法
可以读写容器内的元素，但不可以改变容器的大小。因此操作时要注意容器的大小（例如不能对空容器操作）
因为会改变值，所以不能使用只读迭代器（cbegin()、cend()）
fill()
用来改变指定位置处的元素
参数：参数1、2指定容器的范围，参数3位要设置的值
vector<int>vec{1,2,3,4,5};fill(vec.begin(),vec.end(),0);//将vec全部置为0for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++)cout<<*v<<endl;
vector<int>vec{1,2,3,4,5,6};fill(vec.begin(),vec.begin()+vec.size()/2,66);//将vec的前半部分元素变为66for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++)cout<<*v<<endl;
fill_n()
用来将指定数量的元素变为某个值
参数：参数1为迭代器起始位置。参数2为要改变的元素个数。参数3为要设定的值
注意：要注意参数2的设定，不能超出容器的大小，也不能对空容器操作
vector<int>vec{1,2,3,4,5,6};fill_n(vec.begin(),3,66);//将vec的前3个元素变为66for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++)cout<<*v<<endl;fill_n(vec.begin(),vec.size(),66);//将vec全部变为66for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++)cout<<*v<<endl;
//下面代码不会出错，但是也不会有效果，因为vec是空向量vector<int>vec;fill_n(vec.begin(),vec.size(),66);for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++)//不打印任何信息cout<<*v<<endl;
back_inserter()
又名插入迭代器
参数：为一个容器的引用
返回值：返回与该容器绑定的插入迭代器
功能：常用来返回一个容器的迭代器，然后对此迭代器进行操作
当我们通过返回的插入迭代器赋值时，会自动调用push_back将一个具有给定值的元素添加到容器中
头文件iterator
vector<int>vec;//空容器autoit=back_inserter(vec);//返回vec的第一个迭代器*it=42;//此时vec有了一个元素，值为42
现在我们可以使用fill_n来给一个空容器赋值：在每次迭代中，back_inserter返回迭代器，因此每次赋值都会在vec上调用push_back，因此fill_n就能够操作了。下面是在vec的末尾添加10个新的元素
vector<int>vec;fill_n(back_inserter(vec),10,0);//通过back_inserter创建一个插入迭代器，然后可以向vec添加元素了for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++)//打印10个0cout<<*v<<endl;
copy()
将参数1、2指定范围的元素拷贝给参数3指定的容器
参数：参数1、2为一个容器的范围。参数3要接受拷贝的容器起始位置
注意：参数3要有足够的空间保存拷贝的数据
返回值：返回拷贝目的位置的迭代器值
intarr1[]={1,2,3};intarr2[sizeof(arr1)/sizeof(*arr1)];autoret=copy(begin(arr1),end(arr1),arr2);//将数组1拷贝给数组2。ret为arr2数组最后元素的下一个位置for(autoi=0;i<sizeof(arr2)/sizeof(*arr2);i++){cout<<arr2[i]<<endl;}
copy_backward
该函数与copy的不同之处在于：
copy是从第一个元素开始拷贝，而copy_backward是从最后一个元素开始拷贝
copy的第3个参数是接受拷贝的容器起始位置，而copy_backward是目的序列的结束迭代器
会复制前两个迭代器参数指定的序列。第三个参数是目的序列的结束迭代器
replace()
将指定范围内指定的元素替换为另一个值
参数：1、2指定替换的范围。3：目标值，4：替换后的值
vector<int>vec{1,0,0,0,5};replace(vec.begin(),vec.end(),0,66);//将vec中为0的全部替换为66for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++){cout<<*v<<endl;}
replace_copy()
此函数会保留原容器不变，然后将替换后的结果保存在另一个容器中
参数：参数12位要替换的范围。参数3位另一个容器的起始位置。参数4目标值。参数5替换后的值
vector<int>vec{1,0,0,0,5};vector<int>vec2;replace_copy(vec.begin(),vec.end(),back_inserter(vec2),0,66);//vec的元素保持不变，vec2为替换后的值for(autov=vec2.cbegin();v!=vec2.cend();v++){cout<<*v<<endl;}
next_permutation()
功能：对一个迭代区间的数值进行全排列
返回值：会根据前面next_permutation函数的调用，当操作的区间不存在下一个排列时，函数返回false；否则如果可以继续进行全排列，那么就返回true
//函数原型#include<algorithm>boolnext_permutation(iteratorstart,iteratorend)
演示案例：下面的程序每调用一次next_permutation就会对我们制定的迭代区间进行一次排列，直到得出全部排列之后，返回false
int*p=newint[3]{1,2,3};do{for(inti=0;i<3;++i){cout<<p[i];}cout<<endl;}while(next_permutation(p,p+3));
prev_permutation()
与next_permutation的功能显示，区别就是prev_permutation是求当前排列的前一个排列，而next_permutation是求当前排列的下一个排列
五、重排元素算法
sort()、unqie()、stable_sort()
因为会改变值，所以不能使用只读迭代器（cbegin()、cend()）
sort()
将容器内的元素按照运算符“<”的规则排序，从小到大
参数：一个容器的迭代器范围
vector<int>vec{1,4,2,8,4,1};sort(vec.begin(),vec.end());//将vec的值从小到大排序for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++){cout<<*v<<endl;}
unique()
相邻之间如果有重复相同的元素，则删除重复的元素只保留一个
参数：一个容器的迭代器范围
返回值：返回删除重复元素之后的最后一个元素的后一个位置
注意（重点）：虽然删除了元素，但是容器的大小依然没有变，迭代器也没有变。所有变为迭代器时一定要注意
vector<int>vec{1,1,2,3,4,4,4,5,1};autoend_unique=unique(vec.begin(),vec.end());//for循环时使用unique的返回值，如果使用vec.cend()，那么会打印后面没有元素位置的乱值for(autov=vec.cbegin();v!=end_unique;v++){cout<<*v<<endl;}
stable_sort()
也是排序
如果非字符串，就先按照数值的个数排序，个数相同时再按照大小排序
如果是字符串：按照长度排序，长度相同的按照字典排序
vector<int>vec{1,10,2,100,4,1};stable_sort(vec.begin(),vec.end());//1,1,2,4,10,100for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++){cout<<*v<<endl;}
六、向算法传递函数和lambda表达式
注意事项：
向算法传递函数或者lambda表达式时要注意。该算法支持调用一元谓词（参数）还是多元谓词（参数）
例如：find_if的第3个参数传递的函数/lambda只接受一个参数，如果是两个参数的函数或lambda，那么就不能调用（后面会介绍bind函数解决这个问题）
sort()
boolisMin(constint&s1,constint&s2){returns1<s2;}boolisMax(constint&s1,constint&s2){returns1>s2;}vector<int>vec{1,2,3,4,5};sort(vec.begin(),vec.end(),isMin);//从小到大排序sort(vec.begin(),vec.end(),isMax);//从大到小排序//使用lambda表达式sort(vec.begin(),vec.end(),[](constint&a,constint&b){returna<b;});//从小到大排序sort(vec.begin(),vec.end(),[](constint&a,constint&b){returna>b;});//从大到小排序
stable_sort()
//按照长度排序，长度相同的按照字典排序boolisShorter(conststring&s1,conststring&s2){returns1.size()<s2.size();}vector<string>vec{"fox","jumps","over","quick","res","slow","the","turtle"};stable_sort(vec.begin(),vec.end(),isShorter);for(autov=vec.cbegin();v!=vec.cend();v++){cout<<*v<<endl;}
find_if()
用来在指定范围内查找比指定值大/下的元素
如果是大于（那么就是最大的那个）。如果是小于（那么就是比他小一个的那个）
参数3：为一个函数指针或者lambda表达式
返回值：存在就返回这个值，不存在返回尾迭代器
vector<int>vec{1,2,3,4,5};intsz=4;//在vec中寻找比sz大的数autowc=find_if(vec.begin(),vec.end(),[sz](constint&a){returna>sz;});//查找比sz大的autowc2=find_if(vec.begin(),vec.end(),[sz](constint&a){returna<sz;});//查找比sz小的cout<<*wc<<endl;//5cout<<*wc2<<endl;//3
for_each()
用来遍历一个集合
参数：参数12是一个容器的迭代器范围。参数3lambda表达式
vector<int>vec{1,2,3,4,5};for_each(vec.begin(),vec.end(),[](constint&s){cout<<s<<"";});cout<<endl;
vector<string>vec{"ABC","AB","A","sd"};for_each(vec.begin(),vec.end(),[](conststring&s){cout<<s<<"";});cout<<endl;
transform()
参数：参数12为输入序列。参数3为目的位置
该算法对输入序列中每个元素调用课调用对象，并将结果写到目的位置
下面使用transform算法和一个lambda表达式来将vector中的每个负数替换为绝对值。因为参数3位vec.begin()，所以就是将vec的全部元素取绝对值然后再写入vec的开头
vector<int>vec{-1,-2,-3,4};//将vec的数全部取绝对值transform(vec.begin(),vec.end(),vec.begin(),[](inti){returni<0?-i:i;});for(autov=vec.begin();v!=vec.end();++v)cout<<*v<<endl;
到此，相信大家对“C++中算法与泛型算法怎么应用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是恰卡编程网网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！
