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前言
STL（Standard Template Library）是C++标准库的一部分，提供了丰富的数据结构和算法，用于处理数据和实现常见的计算任务。STL中的算法分为几类，包括遍历算法、修改算法、排序算法、查找算法、数值算法等，每类算法都有其特定的应用场景和功能。
正文
01-排序算法之sort用法
sort算法详解语法
template <class RandomAccessIterator> void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class Compare> void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);
RandomAccessIterator：表示随机访问迭代器类型，用于指定排序范围。first：表示排序范围的起始位置。last：表示排序范围的结束位置，不包含在范围内。comp：可选参数，用于指定排序的比较函数对象。参数
first：排序范围的起始位置。last：排序范围的结束位置，不包含在范围内。comp：可选参数，用于指定排序的比较函数对象。如果不提供此参数，默认使用<运算符进行比较。功能
sort算法用于对范围[first, last)内的元素进行排序，默认以升序方式排列。返回值
sort函数没有返回值，直接在原始范围上进行排序操作。示例
以下是使用
sort算法对整数向量进行排序的示例：#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> // 包含 sort 函数 int main() { std::vector<int> numbers = {5, 2, 8, 3, 1, 4}; // 使用 sort 对向量进行升序排序 std::sort(numbers.begin(), numbers.end()); std::cout << "升序排序后的结果为: "; for (int num : numbers) { std::cout << num << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }输出结果将是 “升序排序后的结果为: 1 2 3 4 5 8”。在这个例子中，
sort函数对向量numbers中的元素进行了升序排序，并输出排序后的结果。注意事项
sort算法默认使用<运算符进行比较，可通过提供自定义的比较函数对象comp进行特定排序。- 对于自定义数据类型，确保比较函数对象
comp或重载<运算符，以确保算法能正确比较对象。通过
sort算法，可以方便地对容器内的元素进行排序操作，适用于各种数据结构和排序需求。
这段代码演示了C++中对vector容器内元素进行排序的基本用法，并展示了如何使用自定义的比较函数来实现不同的排序顺序。
-
包含头文件和定义函数
#include <algorithm>：包含了标准库中的排序算法sort和greater。#include <vector>：包含了使用的容器vector。void myPrint(int val)：定义了一个简单的函数myPrint，用于输出整数值。
-
定义测试函数
test01()- 创建了一个整数类型的 vector
v，并向其中添加了几个整数元素。 - 使用
sort(v.begin(), v.end())对 vectorv进行升序排序（默认情况下）。 - 使用
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint)遍历输出排序后的元素，函数myPrint负责打印每个元素。 - 执行
cout << endl;输出换行。
- 创建了一个整数类型的 vector
-
反向排序示例
- 使用
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>())对 vectorv进行降序排序。greater<int>()是一个函数对象，表示按照大于号 (>) 的方式进行比较。 - 再次使用
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint)输出降序排序后的元素。 - 执行
cout << endl;输出换行。
- 使用
-
主函数
main()- 调用
test01()函数来执行上述排序和输出操作。 - 最后使用
system("pause");在控制台暂停程序的执行，等待用户按下任意键结束程序。
- 调用
这段代码通过展示 sort 函数的基本使用，演示了如何实现升序和降序排序，以及如何自定义比较函数来满足不同的排序需求。
#include <algorithm>
#include <vector>
void myPrint(int val)
{
cout << val << " ";
}
void test01() {
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
//sort默认从小到大排序
sort(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
cout << endl;
//从大到小排序
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}02-排序算法之random_shuffle用法
random_shuffle算法详解语法
template <class RandomAccessIterator> void random_shuffle (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last); template <class RandomAccessIterator, class RandomNumberGenerator> void random_shuffle (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, RandomNumberGenerator&& rand);
RandomAccessIterator：表示随机访问迭代器类型，用于指定要打乱的范围。first：表示打乱范围的起始位置。last：表示打乱范围的结束位置，不包含在范围内。rand：可选参数，表示用于生成随机数的随机数生成器对象。参数
first：打乱范围的起始位置。last：打乱范围的结束位置，不包含在范围内。rand：可选参数，用于指定随机数生成器对象。如果不提供此参数，默认使用std::default_random_engine生成随机数。功能
random_shuffle算法用于对范围[first, last)内的元素进行随机打乱。返回值
random_shuffle函数没有返回值，直接在原始范围上进行元素打乱操作。示例
以下是使用
random_shuffle算法对整数向量进行随机打乱的示例：#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> // 包含 random_shuffle 函数 #include <random> // 包含随机数生成器 int main() { std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; // 使用 random_shuffle 对向量进行随机打乱 std::random_shuffle(numbers.begin(), numbers.end()); std::cout << "随机打乱后的结果为: "; for (int num : numbers) { std::cout << num << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }输出结果将是随机的顺序，例如 “随机打乱后的结果为: 5 7 1 4 3 2 8 9 10 6”。在这个例子中，
random_shuffle函数对向量numbers中的元素进行了随机打乱，并输出打乱后的结果。注意事项
random_shuffle算法使用默认的随机数生成器来生成随机数。如果需要定制化的随机数生成器，可以提供自定义的随机数生成器对象。- 对于自定义数据类型，确保实现了迭代器的随机访问能力，以便算法能正确操作范围内的元素。
通过
random_shuffle算法，可以方便地对容器内的元素进行随机打乱操作，适用于各种需要随机顺序的场景。
这段代码展示了如何使用 C++ 的 random_shuffle 算法对 vector 容器内的元素进行随机打乱，并输出打乱后的结果。
-
包含头文件和定义类
#include <algorithm>：包含了标准库中的random_shuffle算法。#include <vector>：包含了使用的容器vector。#include <ctime>：包含了time函数，用于获取当前时间。#include <cstdlib>：包含了srand和rand函数，用于设置和获取随机数种子。
-
定义类
myPrintclass myPrint：定义了一个仿函数 (function object)，其中重载了operator()，用于输出整数值。
-
定义测试函数
test01()srand((unsigned int)time(NULL));：通过调用srand函数设置随机数种子，使用当前时间作为种子，确保每次运行得到不同的随机结果。- 创建了一个整数类型的 vector
v，并使用for循环向其中添加了整数元素 0 到 9。 - 使用
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint())遍历输出 vector 中的元素，函数对象myPrint负责打印每个元素。 - 执行
cout << endl;输出换行。
-
随机打乱示例
- 使用
random_shuffle(v.begin(), v.end())对 vectorv中的元素进行随机打乱。 - 再次使用
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint())输出打乱后的元素。 - 执行
cout << endl;输出换行。
- 使用
-
主函数
main()- 调用
test01()函数来执行上述随机打乱和输出操作。 - 使用
system("pause");在控制台暂停程序的执行，等待用户按下任意键结束程序。
- 调用
这段代码通过调用 random_shuffle 函数实现了对 vector 容器内元素的随机打乱，展示了如何利用随机数种子确保每次打乱结果的随机性。
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
srand((unsigned int)time(NULL));
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//打乱顺序
random_shuffle(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
03-排序算法之merge用法
merge算法详解语法
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator> OutputIterator merge (InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2, OutputIterator result);
InputIterator1：表示第一个有序序列的迭代器类型。InputIterator2：表示第二个有序序列的迭代器类型。OutputIterator：表示目标序列的迭代器类型。参数
first1：第一个有序序列的起始位置。last1：第一个有序序列的结束位置（不包含在范围内）。first2：第二个有序序列的起始位置。last2：第二个有序序列的结束位置（不包含在范围内）。result：目标序列的起始位置，用于存储合并后的有序序列。功能
merge算法用于将两个已排序的序列合并为一个新的有序序列，并存储到目标序列中。返回值
merge函数返回一个迭代器，指向目标序列中的末尾位置（合并后序列的下一个位置）。示例
以下是使用
merge算法将两个已排序的向量合并为一个新的有序向量的示例：#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> // 包含 merge 函数 int main() { std::vector<int> v1 = {1, 3, 5, 7, 9}; std::vector<int> v2 = {2, 4, 6, 8, 10}; std::vector<int> merged(v1.size() + v2.size()); // 使用 merge 将 v1 和 v2 合并为 merged std::merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), merged.begin()); std::cout << "合并后的有序序列为: "; for (int num : merged) { std::cout << num << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }输出结果将是合并后的有序序列，例如 “合并后的有序序列为: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10”。在这个例子中，
merge函数将两个已排序的向量v1和v2合并为一个新的有序向量merged。注意事项
merge算法要求输入序列必须是已排序的，否则结果将不符合预期。- 如果输入序列有重复元素，
merge算法会保持这些重复元素的顺序。- 目标序列
result的长度必须足够大，能够容纳合并后的所有元素，否则可能导致未定义行为。通过
merge算法，可以方便地将两个已排序的序列合并为一个新的有序序列，适用于各种需要合并排序结果的场景。
这段代码展示了如何使用 C++ 的 merge 算法将两个已排序的 vector 合并到一个新的目标 vector 中，并通过自定义的 myPrint 函数对象输出合并后的结果。
代码解释
-
包含头文件和定义类
#include <algorithm> // 包含 merge 算法 #include <vector> #include <iostream> // 包含 cout 和 endl using namespace std; // 使用标准命名空间#include <algorithm>：包含了标准库中的merge算法。#include <vector>：包含了使用的容器vector。#include <iostream>：用于标准输出cout和换行endl。using namespace std;：使用标准库的命名空间，避免每次使用标准库中的元素时都需要加上std::前缀。
-
定义类
myPrintclass myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } };myPrint类是一个函数对象，重载了operator()，用于输出整数值val，并在每个值后面添加空格。
-
定义测试函数
test01()void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; // 向 v1 和 v2 中添加元素 for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i + 1); } vector<int> vtarget; // 目标容器 vtarget 需要提前开辟空间 vtarget.resize(v1.size() + v2.size()); // 合并两个有序序列 v1 和 v2 到 vtarget 中 merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin()); // 使用 for_each 和 myPrint 输出合并后的结果 for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint()); cout << endl; }- 创建了两个
vector容器v1和v2，分别存储整数序列{0, 1, 2, ..., 9}和{1, 2, 3, ..., 10}。 - 创建了一个目标容器
vtarget，使用resize函数提前为其分配了足够的空间，以便存储合并后的结果。 - 调用
merge函数，将v1和v2中的元素合并到vtarget中。 - 使用
for_each算法遍历vtarget，并利用myPrint函数对象输出每个元素。
- 创建了两个
-
主函数
main()int main() { test01(); system("pause"); return 0; }- 在
main函数中调用test01()来执行上述合并和输出操作。 - 使用
system("pause")让程序在控制台暂停，等待用户按任意键结束程序的执行。
- 在
总结
这段代码展示了如何利用 merge 算法将两个已排序的 vector 合并成一个新的有序 vector，并通过自定义的函数对象 myPrint 输出合并后的结果。使用 resize 来提前分配空间，确保目标容器能够容纳所有合并后的元素，是 merge 算法使用的必要步骤之一。
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
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;
//目标容器需要提前开辟空间
vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
//合并 需要两个有序序列
merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
04-排序算法之reverse用法
排序算法之reverse用法详细解释一下
reverse算法详解语法
template <class BidirectionalIterator> void reverse (BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last);
BidirectionalIterator：表示一个能够向前和向后遍历的迭代器类型。参数
first：要反转的序列的起始位置。last：要反转的序列的结束位置（不包含在范围内）。功能
reverse算法用于将指定范围内的元素顺序完全反转。示例
以下是使用
reverse算法反转一个vector的示例：#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> // 包含 reverse 函数 int main() { std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用 reverse 将 vector 反转 std::reverse(v.begin(), v.end()); std::cout << "反转后的 vector: "; for (int num : v) { std::cout << num << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }输出结果将是反转后的 vector，例如 “反转后的 vector: 5 4 3 2 1”。在这个例子中，
reverse函数将v中的元素顺序完全反转。注意事项
reverse算法会直接修改原始序列，而不是返回新的序列。- 序列中的元素顺序完全反转，即第一个元素变成最后一个，最后一个变成第一个，依此类推。
- 如果
first == last，或者序列中只有一个元素，则不会进行任何操作。通过
reverse算法，可以方便地对容器或者数组中的元素顺序进行反转操作，适用于各种需要逆序处理的场景。
这段代码展示了如何使用 C++ 标准库中的 reverse 算法来反转一个 vector 中的元素，并通过自定义的 myPrint 函数对象输出反转前后的结果。
-
包含头文件和定义类
#include <algorithm> // 包含 reverse 算法 #include <vector> #include <iostream> // 包含 cout 和 endl using namespace std; // 使用标准命名空间#include <algorithm>：包含了标准库中的reverse算法。#include <vector>：包含了使用的容器vector。#include <iostream>：用于标准输出cout和换行endl。using namespace std;：使用标准库的命名空间，避免每次使用标准库中的元素时都需要加上std::前缀。
-
定义类
myPrintclass myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } };myPrint类是一个函数对象，重载了operator()，用于输出整数值val，并在每个值后面添加空格。
-
定义测试函数
test01()void test01() { vector<int> v = {10, 30, 50, 20, 40}; cout << "反转前： " << endl; for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; // 使用 reverse 函数反转 vector v 中的元素 reverse(v.begin(), v.end()); cout << "反转后： " << endl; for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; }-
创建了一个
vector容器v，并向其中添加了整数元素{10, 30, 50, 20, 40}。 -
使用
for_each算法和自定义的myPrint函数对象输出vector中的元素，展示了反转前的顺序。 -
调用
reverse(v.begin(), v.end())将vector v中的元素顺序完全反转。 -
再次使用
for_each和myPrint输出反转后的vector元素顺序。
-
-
主函数
main()int main() { test01(); system("pause"); return 0; }- 在
main函数中调用test01()来执行上述反转和输出操作。 - 使用
system("pause")让程序在控制台暂停，等待用户按任意键结束程序的执行。
- 在
总结
这段代码演示了如何使用 C++ 标准库的 reverse 算法来反转 vector 容器中的元素。通过 reverse 函数可以快速、方便地修改容器中元素的顺序，适用于需要倒序处理数据的各种场景。
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
cout << "反转前： " << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
cout << "反转后： " << endl;
reverse(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结
STL（Standard Template Library）提供了多种排序算法，每种算法都有其特定的优势和适用场景。
