VC++如何使用C++ STL标准模板库中的算法函数(附源码)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了VC++如何使用C++ STL标准模板库中的算法函数(附源码)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

目录

1、概述

2、调用sort函数对列表元素进行排序

3、调用count_if查找满足条件的元素个数

4、调用find_if函数找到目标元素的信息

5、调用remove_copy_if函数搜索满足条件的多个元素

6、总结


VC++常用功能开发汇总(专栏文章列表,欢迎订阅,持续更新...)https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/124272585       STL(Standard Templete Library)活动模板库已被广泛地应用于各种C++程序的开发中,STL中vector、list、map等列表极大地方便了我们日常的开发,不再需要我们去实现链表等数据结构,使用这些列表能基本能解决开发过程中遇到的各种问题。今天我们就来讲讲如何使用STL内置的算法函数。

1、概述

       STL中提供了sort、conut、count_if、find、find_if、remove_copy、remove_copy_if等多个算法函数,我们不需要再自己去实现搜索或排序算法,使用STL提供的这些算法函数就能轻易地完成对应的任务。此外,当vector、list等STL列表中存放的数据量比较大时,直接使用for循环去遍历列表,去按条件搜索,效率就是个问题了,而使用STL的算法函数可以有效的提升搜索效率,提高代码的运行速度。

STL提供了哪些算法函数,以及算法函数的详细说明,可以参见《STL源码剖析》一书的第6章。

2、调用sort函数对列表元素进行排序

       STL中的sort排序函数用的比较多,UI层在显示列表时,需要根据列表元素的名称进行排序,一般我们先在内存中进行排序。列表元素存放在STL列表中,我们调用STL算法函数sort进行排序。比如列表中的存放的是设备信息,设备信息结构体如下所示:(文章中的后续示例代码均以该结构体来说明)

// 设备信息
struct TDeviceInfo 

    char achDeviceId[64];   // 设备id
    char achDeviceName[64]; // 设备名称
    int nDevType;            // 设备类型
;

设备信息列表数据存放在vector列表vtDevList中:

vector<TDeviceInfo> vtDevList; // 存放设备信息的列表

       比如我们需要按照设备名称做升序排列,相关代码如下所示:

std::sort( vtDevList.begin(), vtDevList.end(), [](TDeviceInfo& tDevInfo1, TDeviceInfo& tDevInfo2)->bool
CString strDevName1 = CopyUtf8ToCStringT(tDevInfo1.achDeviceName);
CString strDevName2 = CopyUtf8ToCStringT(tDevInfo2.achDeviceName);
return (lstrcmp( strDevName1, strDevName2 ) < 0);
);

上述代码中使用到了C++11引入的匿名函数,即lamda表达式。在低版本的Visual Studio中是不支持C++11规范的,所以要专门写个比较函数,设置到sort接口中,如下所示:

BOOL NameCompare( TDeviceInfo& tDevInfo1, TDeviceInfo& tDevInfo2 )

    CString strDevName1 = CopyUtf8ToCStringT(tDevInfo1.achDeviceName);
    CString strDevName2 = CopyUtf8ToCStringT(tDevInfo2.achDeviceName);
    return (lstrcmp( strDevName1, strDevName2 ) < 0);


std::sort( vtDevList.begin(), vtDevList.end(), NameCompare );

3、调用count_if查找满足条件的元素个数

       当我们需要到列表中搜索满足搜索条件的的元素个数时,可以使用count_if算法函数。比如我们需要到设备列表中搜索包含“东城区”关键字的所有设备个数,实现代码如下:

CString strKeyWords = _T("东城区");
std::count_if( vtDevList.begin(), vtDevList.end(), [&](TDeviceInfo& tDevInfo)->bool
CString strDevName = CopyUtf8ToCStringT(tDevInfo.achDeviceName);
int nPos = strDevName.Find( strKeyWords );
return (nPos != -1 );
);

       同样上述代码中也使用到了匿名函数,和上一个示例代码不同的是,我们在“[]”中添加了&符号,使用该符号表示匿名函数可以访问所在函数中的变量。上例中的匿名函数中就访问了所在函数中的局部变量strKeyWords。

4、调用find_if函数找到目标元素的信息

       当我们需要到列表中搜索满足条件的设备信息时,可以使用find_if算法函数,该函数返回满足条件的元素对应的迭代器。比如我们要搜索设备id为E40CF3E4-CC2B-437F-A4B9-65F2D5BD0712的设备信息,示例代码如下:

char* pTarget = "E40CF3E4-CC2B-437F-A4B9-65F2D5BD0712";
 
vector<TDeviceInfo>::iterator itor = std::find_if(vtDevList.begin(), vtDevList.end(), 
[&](TDeviceInfo tInfo)  return strcmp(pTarget, tInfo.achDeviceId)==0;  );
if (itor != vtDevList.end())

    // 找到目标设备

有人可能会问,此处我们能不能使用find接口?我们可以go到STL算法函数的内部实现代码中:

template<class _InIt,
    class _Ty> inline
    _InIt find(_InIt _First, _InIt _Last, const _Ty& _Val)
        // find first matching _Val
    _DEBUG_RANGE(_First, _Last);
    return (_Rechecked(_First,
        _Find(_Unchecked(_First), _Unchecked(_Last), _Val)));
    

        // TEMPLATE FUNCTION find
template<class _InIt,
    class _Ty> inline
    _InIt _Find(_InIt _First, _InIt _Last, const _Ty& _Val)
        // find first matching _Val
    for (; _First != _Last; ++_First)
        if (*_First == _Val)
            break;
    return (_First);
    

       传入的搜索条件是整个元素信息,如果STL列表中存放的是TDeviceInfo结构体对象,给Find函数传入的搜索条件就是一个TDeviceInfo对象,那这个Find函数内部是否相等的判断条件该如何解释呢?默认情况下,对于TDeviceInfo结构体,所有成员值相等,结构体对象才会相等的,显然我在搜素某个设备时,肯定是不知道目标设备的所有信息的,所以我们需要在该结构体中重载==操作符,在该函数中判断两个结构体是否相等。如下所示,设备Guid是全局唯一的,我们只要判断设备Guid是否相等就能确定是不是同一个设备了,所以我们实现如下的重载函数:

// 设备信息
struct TDeviceInfo 

    char achDeviceId[64];   // 设备id
    char achDeviceName[64]; // 设备名称
    int nDevType;            // 设备类型

    // 重载==操作符
    BOOL operator==( const TDeviceInfo& tDevInfo )
    
        return !strcmp(achDeviceId, tDevInfo.achDeviceId);
    
;

那下面就可以使用如下的代码去调用find函数了:

TDeviceInfo tDevInfo;
strcpy( tDevInfo.achDeviceId, "E40CF3E4-CC2B-437F-A4B9-65F2D5BD0712" );

TDeviceInfo tTragetDevInfo = std::find( vtDevList.begin(), vtDevList.end(), tDevInfo );

5、调用remove_copy_if函数搜索满足条件的多个元素

       我们有时需要到STL列表去搜索满足搜索条件的多个元素。比如我们要到设备列表中去搜索所有包含“东城区”字样的所有设备信息,使用for循环去遍历的代码如下:

// 通过for循环去遍历列表搜目标设备
char* pMatchNameStr = "东城区";
vector<TDeviceInfo> vtMatchedDevList; // 存放满足匹配条件的元素
vector<TDeviceInfo>::iterator itor = vtDevList.begin();
for (; itor != vtDevList.end(); itor++)

    CStringA strDeviceName = itor->achDeviceName;
    if (strDeviceName.Find(strDeviceName) != -1)
    
        vtMatchedDevList.push_back(*itor);
    

       当设备列表vtDevList中存放了数万个元素时,上述for循环搜索的效率就不太高了,我们可以通过使用remove_copy_if算法函数去对现有代码进行替换:

BOOL MatchDeviceFunc(TDeviceInfo& tInfo)

    char* pMatchNameStr = "东城区";
 
    CStringA strDeviceName = tInfo.achDeviceName;
    if ( strDeviceName.Find(pMatchNameStr) != -1 )
    
        return TRUE;
    
 
    return FALSE;

 
vector<TDeviceInfo> vtMatchedDevList;
std::remove_copy_if(vtDevList.begin(), vtDevList.end(), std::back_inserter(vtMatchedDevList), &MatchDeviceFunc);

       对于上述remove_copy_if调用,前两个参数指明搜索开始和结束的迭代器,第三个元素指定存放满足搜索条件的元素的列表,第四个参数指定条件判断函数MatchDeviceFunc。

        remove_copy_if算法函数的调用,可以有效地提升搜索速度。在我们项目中做过类似这样的优化,搜索速度可以提升1到2个数量级。

6、总结

       在我们搜索STL列表速度遇到瓶颈时,可以考虑使用STL自带的算法函数去有效提升搜索效率。其实我们以前对比过STL算法函数内部的实现,很多STL算法函数内部实现和我们直接去通过for循环遍历的代码是类似的,甚至是一模一样的,比如find_if算法函数的实现,那为啥使用算法函数时就是要快很多呢?可能是编译器能对算法函数中的代码进行更好的优化,使其在运行时能跑的更快一点。

以上是关于VC++如何使用C++ STL标准模板库中的算法函数(附源码)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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acm的STL应用之vector篇

C++标准模板库(STL)——vector常见用法详解

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