浅析STL中的常用算法
一、非变异算法
是一组不破坏操作数据的模板函数，用来对序列数据进行逐个处理、元素查找、子序列搜索、统计和匹配。非变异算法具有极为广泛的适用性，基本上可应用与各种容器。
1查找容器元素find
它用于查找等于某值的元素。它在迭代器区间[first,last)(闭开区间)上查找等于value值的元素，如果迭代器i所指的元素满足*i=value，则返回迭代器i；未找到满足条件的元素，返回last。函数原型：find( v1.begin(), v1.end(), num_to_find );
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
int num_to_find = 6;
vector<int> v1;
for( int i = 0; i < 10; i++ )
v1.push_back(2*i);
vector<int>::iterator result;
result = find( v1.begin(), v1.end(), num_to_find );
if( result == v1.end() )
cout << "未找到任何元素匹配 " << num_to_find << endl;
else
cout << "匹配元素的索引值是 " << result-v1.begin() << endl;
}
2条件查找容器元素find_if
利用返回布尔值的谓词判断pred，检查迭代器区间[first,last)(闭开区间)上的每一个元素，如果迭代器i满足pred（*i）＝true，表示找到元素并返回迭代值i（找到的第一个符合条件的元素）；未找到元素，返回末位置last。函数原型：find_if(v.begin(),v.end(),divby5);
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
bool divby5(int x)
{
return x%5?0:1;
}
void main()
{
vector<int> v(20);
for(int i=0;i<v.size();i++)
{
v[i]=(i+1)*(i+3);
cout<<v[i]<<' ';
}
cout<<endl;
vector<int>::iterator ilocation;
ilocation=find_if(v.begin(),v.end(),divby5);
if(ilocation!=v.end())
cout<<"找到第一个能被5整除的元素："<<*ilocation<<endl<<"元素的索引位置是： "<<ilocation-v.begin()<<endl;
}
3统计等于某值的容器元素个数count
list<int> l;
count（l.begin（），l.end（），value）
4条件统计count_if
count_if（l.begin（），l.end()，pred）。谓词pred含义同find_if中的谓词。例子可以参考例2.
5子序列搜索search
search算法函数在一个序列中搜索与另一序列匹配的子序列。参数分别为一个序列的开始位置，结束位置和另一个序列的开始，结束位置。
函数原型：search(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v1;
cout<<"v1:";
for(int i=0;i<5;i++)
{
v1.push_back(i+5);
//注意：v1定义时没有给定大小，因此这里不能直接使用赋值语句。
cout<<v1[i]<<' ';
}
cout<<endl;
vector<int> v2;
cout<<"v2:";
for(i=0;i<2;i++)
{
v2.push_back(i+7);
cout<<v2[i]<<' ';
}
cout<<endl;
vector<int>::iterator ilocation;
ilocation=search(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());
if(ilocation!=v1.end())
cout<<"v2的元素包含在v1中，起始元素为"<<"v1["<<ilocation-v1.begin()<<']'<<endl;
else
cout<<"v2的元素不包含在v1中"<<endl;
}
6重复元素子序列搜索search_n
search_n算法函数搜索序列中是否有一系列元素值均为某个给定值的子序列。函数原型：search_n(v.begin(),v.end(),3,8)，在v中找到3个连续的元素8
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(8);
v.push_back(8);
v.push_back(8);
v.push_back(6);
v.push_back(6);
v.push_back(8);
vector<int>::iterator i;
i=search_n(v.begin(),v.end(),3,8);
if(i!=v.end())
cout<<"在v中找到3个连续的元素8"<<endl;
else
cout<<"在v中未找到3个连续的元素8"<<endl;
}
7最后一个子序列搜索find_end
函数原型find_end(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());在V1中要求的位置查找V2中要求的序列。
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v1;
v1.push_back(-5);
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(-6);
v1.push_back(-8);
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(-11);
vector<int> v2;
v2.push_back(1);
v2.push_back(2);
vector<int>::iterator i;
i=find_end(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());
if(i!=v1.end())
cout<<"v1中找到最后一个匹配v2的子序列，位置在" <<"v1["<<i-v1.begin()<<"]"<<endl;
}
二、变异算法
是一组能够修改容器元素数据的模板函数。copy(v.begin(),v.end(),l.begin());将v中的元素复制到l中。
1 元素复制copy
代码如下:
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(3);
v.push_back(5);
list<int> l;
l.push_back(2);
l.push_back(4);
l.push_back(6);
l.push_back(8);
l.push_back(10);
copy(v.begin(),v.end(),l.begin());
list<int>::iterator i;
for(i=l.begin();i!=l.end();i++)
cout<<*i<<' ';
cout<<endl;
}
2 元素变换transform改变
函数原型：transform(v.begin(),v.end(),l.begin(),square);也是复制，但是要按某种方案复制。
代码如下:
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int square(int x)
{
return x*x;
}
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(5);
v.push_back(15);
v.push_back(25);
list<int> l(3);
transform(v.begin(),v.end(),l.begin(),square);
list<int>::iterator i;
for(i=l.begin();i!=l.end();i++)
cout<<*i<<' ';
cout<<endl;
}
3 替换replace
replace算法将指定元素值替换为新值。
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(13);
v.push_back(25);
v.push_back(27);
v.push_back(25);
v.push_back(29);
replace(v.begin(),v.end(),25,100);
vector<int>::iterator i;
for(i=v.begin();i!=v.end();i++)
cout<<*i<<' ';
cout<<endl;
}
输出结果为13 100 27 100 29
4 条件替换replace_if
函数原型：replace_if(v.begin(),v.end(),odd,100);
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
bool odd(int x)
{
return x%2;
}
void main()
{
vector<int> v;
for(int i=1;i<10;i++)
v.push_back(i);
replace_if(v.begin(),v.end(),odd,100);
vector<int>::iterator ilocation;
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
5 n次填充fill_n
函数原型fill_n(v.begin(),5,-1)；向从v.begin开始的后面5个位置跳入-1
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v(10);
fill_n(v.begin(),5,-1);
vector<int>::iterator ilocation;
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
输出结果：-1 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 0
6 随机生成n个元素generate
函数原型：generate_n(v.begin(),5,rand);向从v.begin开始的后面5个位置随机填写数据。
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v(10);
generate_n(v.begin(),5,rand);
vector<int>::iterator ilocation;
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
7 条件移除remove_if
返回值相当于移除满足条件的元素后形成的新向量的end（）值。
函数原型：remove_if(v.begin(),v.end(),even);
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
bool even(int x)
{
return x%2?0:1;
}
void main()
{
vector<int> v;
for(int i=1;i<=10;i++)
v.push_back(i);
vector<int>::iterator ilocation,result;
cout<<"移除前：";
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
result=remove_if(v.begin(),v.end(),even);
cout<<"移除后：";
for(ilocation=v.begin();ilocation!=result;ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
8 剔除连续重复元素unique
函数原型：unique(v.begin(),v.end());
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(2);
v.push_back(6);
v.push_back(6);
v.push_back(6);
v.push_back(9);
v.push_back(6);
v.push_back(3);
vector<int>::iterator ilocation,result;
result=unique(v.begin(),v.end());
for(ilocation=v.begin();ilocation!=result;ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
输出结果：2 6 9 6 3
三、排序算法
1、创建堆make_heap
2、元素入堆push_heap（默认插入最后一个元素）
3、元素出堆pop_heap（与push_heap一样，pop_heap必须对堆操作才有意义）
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(5);
v.push_back(6);
v.push_back(4);
v.push_back(8);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(7);
v.push_back(1);
v.push_back(9);
make_heap(v.begin(),v.end());
v.push_back(20);
push_heap(v.begin(),v.end());
vector<int>::iterator ilocation;
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
pop_heap(v.begin(),v.end());
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
4 堆排序sort_heap
使用：
代码如下:
make_heap(v.begin(),v.end());
sort_heap(v.begin(),v.end());
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(3);
v.push_back(9);
v.push_back(6);
v.push_back(3);
v.push_back(17);
v.push_back(20);
v.push_back(12);
vector<int>::iterator ilocation;
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
make_heap(v.begin(),v.end());
sort_heap(v.begin(),v.end());
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
输出结果：
3 9 6 3 17 20 12
3 3 6 9 12 17 20
5 排序sort
函数原型：sort(v.begin(),v.end());
代码如下:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(2);
v.push_back(8);
v.push_back(-15);
v.push_back(90);
v.push_back(26);
v.push_back(7);
v.push_back(23);
v.push_back(30);
v.push_back(-27);
v.push_back(39);
v.push_back(55);
vector<int>::iterator ilocation;
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
sort(v.begin(),v.end());//比较函数默认
for(ilocation=v.begin();ilocation!=v.end();ilocation++)
cout<<*ilocation<<' ';
cout<<endl;
}
