STL - 常用算法

news2024/11/14 20:46:49

常用遍历算法

 

for_each

 

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

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 v)
    {
        cout << v << " ";
    }
};

void test01()
{
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }
    //    for_each(v.begin(), v.end(), print01);
    for_each(v.begin(), v.end(), print02());
    cout<<endl;
}
int main()
{

    test01();
}

 总结：for_each在实际开发中是最常用的遍历算法，需要熟练掌握。

transform

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

using namespace std;

//常用算法 - transform

//仿函数
class Transform {
public:
    int operator()(int v)
    {
        return v + 10;
    }
};

class MyPrint {
public:
    void operator()(int val)
    {
        cout << val << " ";
    }
};
void test01()
{
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }
    vector<int> v1;
    v1.resize(v.size()); // resize指定大小，不是reverse颠倒
    transform(v.begin(), v.end(), v1.begin(), Transform()); //第四个函数是仿函数
    for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
    cout << endl;
}
int main()
{

    test01();
}

 常用查找算法

find算法

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()

 

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

using namespace std;

//常用查找算法 - find
//查找内置数据类型
void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 21);
    if (pos == v.end()) {
        cout << "没有找到" << endl;
    } else {
        cout << "找到了" << *pos << endl;
    }
}
class Person {
public:
    string m_Name;
    int m_Age;
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    //重载==
    bool operator==(const Person& p)
    {
        if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
};
//查找自定义数据类型

void test02()
{
    vector<Person> v;
    Person p1("aa", 10);
    Person p2("bb", 20);
    Person p3("cc", 30);
    Person p4("dd", 40);
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    Person pp("ces", 12);
    //自定义的数据类型需要重载==号
    vector<Person>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), p1);
    if (pos == v.end()) {
        cout << "没找到" << endl;
    } else {
        cout << "找到了" << pos->m_Name << " " << pos->m_Age << endl;
    }
}
int main()
{

    test02();
}

总结：利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

find_if

   

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

using namespace std;

//常用查找算法 - find_if
//查找内置数据类型
class GreaterFive {
public:
    bool operator()(int v)
    {
        return v > 3;
    }
};
void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);

    vector<int>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
    if (pos == v.end()) {
        cout << "没找到" << endl;
    } else {
        cout << "找到了 :" << *pos << endl;
    }
}

//查找自定义数据类型

class Person {
public:
    string m_Name;
    int m_Age;
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
};
class Greater20 {
public:
    bool operator()(Person& p)
    {
        if (p.m_Age > 20) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
};
void test02()
{
    vector<Person> v;
    Person p1("aa", 10);
    Person p2("bb", 20);
    Person p3("cc", 30);
    Person p4("dd", 40);
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    Person pp("ces", 12);
    vector<Person>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
    while (true) {
        if (pos == v.end()) {
            cout << "没找到" << endl;
            break;
        } else {
            cout << "找到了" << pos->m_Name << " " << pos->m_Age << endl;
            pos++;
        }
    }
}
int main()
{

    test02();
}

 adjacent_find

 

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

using namespace std;

//常用查找算法 - adjacent_find

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(3); //返回这里的位置
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);

    vector<int>::iterator pos = adjacent_find(v.begin(), v.end());
    if (pos == v.end()) {
        cout << "没找到" << endl;
    } else {
        cout << "找到了 :" << *pos << endl;
    }
}

int main()
{

    test01();
}

 binary_search

功能描述：
        查找指定元素是否存在

 

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

using namespace std;

//常用查找算法 - binary_search  二分查找

void test01()
{
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }
    //    v.push_back(2);
    //查找容器中是否有元素9
    // 二分查找必须是排序好的序列，无序序列不可用
    bool exists = binary_search(v.begin(), v.end(), 9);
    if (exists) {
        cout << "存在" << endl;
    } else {
        cout << "不存在" << endl;
    }
}

int main()
{

    test01();
}

总结：二分查找法查找的效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须有序序列

count

功能描述：
        统计元素个数

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

using namespace std;

//常用查找算法 - count

// 1. 统计内置数据类型

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);
    int number = count(v.begin(), v.end(), 40);
    cout << "40的元素个数：" << number << endl;
}
// 2.统计自定义数据类型
class Person {
public:
    string m_name;
    int m_age;
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }
    bool operator==(const Person& p)
    {

        return p.m_age == this->m_age && p.m_name == this->m_name;
    }
};
void test02()
{
    Person p1("张三", 12);
    Person p2("李四", 14);
    Person p3("张三", 12);
    Person p4("王五", 11);
    Person p5("赵六", 12);
    vector<Person> v;
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);
    int ret = count(v.begin(), v.end(), p3);
    cout << "p3出现的个数" << ret << endl;
}
int main()
{

    test02();
}

总结：统计自定义数据类型时候，需要配合operator== 

 cout_if

功能描述：
        按条件统计元素个数

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

using namespace std;

//常用查找算法 - count_if

// 1. 统计内置数据类型

class Mycount {
public:
    bool operator()(int val)
    {
        return val > 10;
    }
};
void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);
    int number = count_if(v.begin(), v.end(), Mycount());
    cout << "大于10的元素个数有" << number << endl;
}
// 2.统计自定义数据类型
class Person {
public:
    string m_name;
    int m_age;
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }
    bool operator==(const Person& p)
    {

        return p.m_age == this->m_age && p.m_name == this->m_name;
    }
};

class Mycount20 {
public:
    bool operator()(Person& p)
    {
        return p.m_age > 12;
    }
};
void test02()
{
    Person p1("张三", 12);
    Person p2("李四", 14);
    Person p3("张三", 12);
    Person p4("王五", 11);
    Person p5("赵六", 12);
    vector<Person> v;
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);
    int ret = count_if(v.begin(), v.end(), Mycount20());
    cout << "年龄在11以上的人数" << ret << endl;
}
int main()
{
    //    test01();
    test02();
}

 排序算法

学习目标：
        掌握常用的排序算法

sort排序

功能描述：
        对容器内元素进行排序

  

 

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

using namespace std;

//常用排序算法 sort
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test02()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(0);
    v.push_back(20);
    v.push_back(50);
    sort(v.begin(), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), printV);
    cout << endl;

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }

    cout << endl;
    //改为降序
    sort(v.begin(), v.end(), greater<int>()); // greater变为降序
    for_each(v.begin(), v.end(), printV);
    cout <<endl;
}
int main()
{
    //    test01();
    test02();
}

总结：sort属于开发中最常用的算法之一，要熟练掌握

random_shuffle

功能描述：
        洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

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

using namespace std;

//常用排序算法 sort
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test02()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(0);
    v.push_back(20);
    v.push_back(50);
    for_each(v.begin(), v.end(), printV);
    cout << endl;
    //利用洗牌算法，打乱牌的顺序
    random_shuffle(v.begin(), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), printV);
    cout << endl;
}
int main()
{
    srand((unsigned int)time(NULL));

    test02();
}

 merge      

功能描述：
        两个容器元素合并，并存储到另一个容器中

  

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

using namespace std;

//常用排序算法 merge
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test02()
{
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i + 1);
    }

    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
    for_each(v2.begin(), v2.end(), printV);
    cout << endl;
    //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(), printV);
    cout<<endl;
}
int main()
{

    test02();
}

 总结：merge容器需要提前开辟空间，合并的时候必须保证两个容器都是有序序列

reverse

功能描述：
        将容器内的元素进行反转

 

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

using namespace std;

//常用排序算法 reverse
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test02()
{
    vector<int> v1;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
    cout << "反转后" << endl;
    reverse(v1.begin(), v1.end());
    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
}
int main()
{

    test02();
}

 常用的拷贝和替换算法

学习目标：
        掌握常用的拷贝和替换算法

copy

 

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

using namespace std;

//常用拷贝和替换算法 copy
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test02()
{
    vector<int> v1;
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
    vector<int> v2;
    v2.resize(v1.size());
    copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

    for_each(v2.begin(), v2.end(), printV);
    cout << endl;
}
int main()
{

    test02();
}

 replace

功能描述：

        将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

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

using namespace std;

//常用拷贝和替换算法 replace
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test02()
{
    vector<int> v1;
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(30);

    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
    vector<int> v2;
    cout << "替换后" << endl;
    replace(v1.begin(), v1.end(), 10, 100);
    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
}
int main()
{

    test02();
}

 总结：replace会替换区间内满足条件的元素

replace_if

功能描述：
        将区间内的满足条件的元素，替换成指定元素

 

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

using namespace std;

//常用拷贝和替换算法 replace_if
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}

class Myreplace {
public:
    bool operator()(int val)
    {
        return val > 10;
    }
};
void test02()
{
    vector<int> v1;
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(30);

    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
    vector<int> v2;
    cout << "替换后" << endl;
    replace_if(v1.begin(), v1.end(), Myreplace(), 100);
    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
}
int main()
{

    test02();
}

 总结:按条件替换，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

swap

功能描述：
        互换两个容器的元素

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

using namespace std;

//常用拷贝和替换算法 replace_if
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}

class Myreplace {
public:
    bool operator()(int val)
    {
        return val > 10;
    }
};
void test02()
{
    vector<int> v1;
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(30);

    vector<int> v2;
    v2.push_back(100);
    swap(v1, v2);
    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;

    for_each(v2.begin(), v2.end(), printV);
    cout << endl;
}
int main()
{

    test02();
}

 常用的算数生成算法

accumlate

#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>

using namespace std;
void test01()
{
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }
    int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);//从0开始进行累加
    cout << "总和" << total << endl;
}
int main()
{
    test01();
    return 0;
}

fill

 

#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
//常用算术生成算法 fill
using namespace std;
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test01()
{
    vector<int> v;
    v.resize(10, 1); //设置大小，默认指定为0
    for_each(v.begin(), v.end(), printV);
    cout << endl;

    fill(v.begin(), v.end(), 100);
    for_each(v.begin(), v.end(), printV);
    cout << endl;
}
int main()
{
    test01();
    return 0;
}

 常用集合算法

set_intersection

  

#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
//常用集合算法 set_intersection 交集
using namespace std;
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test01()
{
    vector<int> v;
    vector<int> v1;
    vector<int> vTarget;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i); // 0-9
        v1.push_back(i + 5); // 5-14
    }
    //    v.push_back(10);
    cout << "v1" << endl;
    for_each(v1.begin(), v1.end(), printV);
    cout << endl;
    cout << "v" << endl;
    for_each(v.begin(), v.end(), printV);
    cout << endl;

    //提前开辟空间
    //最特殊的情况是两个取小的 开辟空间，取小容器的size
    vTarget.resize(min(v1.size(), v.size()));

    vector<int>::iterator it = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v.begin(), v.end(), vTarget.begin()); //返回迭代器
    for_each(vTarget.begin(), it, printV); //需要使用别人的迭代器
    cout << endl;
}
int main()
{
    test01();
    return 0;
}

 

set_union

功能描述：
        求两个集合的并集

 

 

#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
//常用集合算法 set_union 并集
using namespace std;
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test01()
{
    vector<int> v;
    vector<int> v1;
    vector<int> vTarget;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i); // 0-9
        v1.push_back(i + 5); // 5-14
    }
    vTarget.resize((v.size() + v1.size()));

    vector<int>::iterator it = set_union(v.begin(), v.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(), it, printV);
    cout << endl;
}
int main()
{
    test01();
    return 0;
}

总结：
        

set_difference

功能描述：
        求两个集合的差集

 

#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
//常用集合算法 set_difference
using namespace std;
void printV(int val)
{
    cout << val << " ";
}
void test01()
{
    vector<int> v;
    vector<int> v1;
    vector<int> vTarget;
    vector<int> vTarget2;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i); // 0-9
        v1.push_back(i + 5); // 5-14
    }
    vTarget.resize(max(v1.size(), v.size()));

    vector<int>::iterator it = set_difference(v.begin(), v.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(), it, printV);
    cout << endl;

    vTarget2.reserve(max(v1.size(), v.size())); //特殊情况取最大的容器空间
    vector<int>::iterator it1 = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v.begin(), v.end(), vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(), it1, printV);
    cout << endl;
}
int main()
{
    test01();
    return 0;
}

 

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