常用算法及用例

Posted 2021-01-12 gd-luojialin

一、常用的遍历算法  

 for_each:  用指定函数依次对指定范围内所有元素进行迭代访问。该函数不得修改序列中的元素。

 函数定义。For_each(begin, end, func);

template<class _InIt,

    class _Fn1> inline

    _Fn1 for_each(_InIt _First, _InIt _Last, _Fn1 _Func)

    {   // perform function for each element

    _DEBUG_RANGE(_First, _Last);

    _DEBUG_POINTER(_Func);

    return (_For_each(_Unchecked(_First), _Unchecked(_Last), _Func));

    }

注意for_each的第三个参数 函数对象做函数参数，函数对象做返回值

class CMyShow
{
public:
    CMyShow()
    {
        num = 0;
    }
    void operator()(const int &iItem)
    {
        num ++;
        cout << iItem;
    }

    void printCount()
    {
        cout << "num:" << num << endl;
    }

private:
    int num;
};

void show(const int &iItem)
{
    cout << iItem;
}
main()
{
    int iArray[] = {0,1,2,3,4};
    vector<int> vecInt(iArray,iArray+sizeof(iArray)/sizeof(iArray[0]));
    for_each(vecInt.begin(), vecInt.end(), show);

//结果打印出0 1 2 3 4
CMyShow show1 = for_each(vecInt.begin(), vecInt.end(), CMyShow());
cout << endl;
show1.printCount(); //显示对象被调用的次数
}

 

transform()

transform:   与for_each类似，遍历所有元素，但可对容器的元素进行修改

transform()算法有两种形式：

1）transform(b1, e1, b2, op)  

2）transform(b1, e1, b2, b3, op)

template<class _InIt,

class _OutIt,

     class _Fn1> inline

     _OutIt transform(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Fn1 _Func)

 

transform()的作用：

例如：可以一个容器的元素，通过op，变换到另一个容器中（同一个容器中）       

                   也可以把两个容器的元素，通过op，变换到另一个容器中

 

 

注意：

1.如果目标与源相同，transform()就和for_each()一样。

2.如果想以某值替换符合规则的元素，应使用replace()算法

 

 

int increase (int i)  
{  
    return i+1;   
}  

main()
{
    vector<int> vecIntA;
    vecIntA.push_back(1);
    vecIntA.push_back(3);
    vecIntA.push_back(5);
    vecIntA.push_back(7);
    vecIntA.push_back(9);
    transform(vecIntA.begin(),vecIntA.end(),vecIntA.begin(),increase);        //vecIntA : {2,4,6,8,10}
    transform(vecIntA.begin(),vecIntA.end(),vecIntA.begin(), negate<int>() );
 }

 

for_each()和transform（）算法比较

1）STL 算法 – 修改性算法

for_each()

copy()

copy_backward()

transform()

merge()

wap_ranges()

fill()

fill_n()

generate()

generate_n()

replace

replace_if()

replace_copy()

replace_copy_if()

2）

for_each()           速度快              不灵活

transform()         速度慢              非常灵活

 

//一般情况下：for_each所使用的函数对象，参数是引用，没有返回值

void mysquare(int &num)

{

         num = num * num;

}

 

//transform所使用的函数对象，参数一般不使用引用，而是还有返回值

int mysquare2(int num) //结果的传出，必须是通过返回值

{

         return num = num * num;

}

 

void main_foreach_pk_tranform()

{

         vector<int>  v1;

         v1.push_back(1);

         v1.push_back(3);

         v1.push_back(5);

 

         vector<int>v2 = v1;

         for_each(v1.begin(), v1.end(), mysquare);

         printAA(v1);

         cout << endl;

 

         transform(v2.begin(), v2.end(), v2.begin(), mysquare2);

         printAA(v2);

         cout << endl;

}

 

二、常用的查找算法

adjacent_find()

在iterator对标识元素范围内，查找一对相邻重复元素，找到则返回指向这对元素的第一个元素的迭代器。否则返回past-the-end。

　　 vector<int> vecInt;
    vecInt.push_back(1);
    vecInt.push_back(2);
    vecInt.push_back(2);
    vecInt.push_back(4);
    vecInt.push_back(5);
　　 vecInt.push_back(5);

    vector<int>::iterator it = adjacent_find(vecInt.begin(), vecInt.end());        //*it == 2

 

binary_search

在有序序列中查找value,找到则返回true。注意：在无序序列中，不可使用。

    set<int> setInt;
    setInt.insert(3);
    setInt.insert(1);
    setInt.insert(7);
    setInt.insert(5);
    setInt.insert(9);

    bool bFind = binary_search(setInt.begin(),setInt.end(),5);

 

count() 

利用等于操作符，把标志范围内的元素与输入值比较，返回相等的个数。

vector<int> vecInt;
vecInt.push_back(1);
vecInt.push_back(2);
vecInt.push_back(2);
vecInt.push_back(4);
vecInt.push_back(2);
vecInt.push_back(5);
int iCount = count(vecInt.begin(),vecInt.end(),2);    //iCount==3

 

count_if()

假设vector<int> vecIntA，vecIntA包含1,3,5,7,9元素。

//先定义比较函数
bool GreaterThree(int iNum)
{
        if(iNum>=3)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
}

int iCount = count_if(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), GreaterThree);
//此时iCount == 4

 

find()

find:  利用底层元素的等于操作符，对指定范围内的元素与输入值进行比较。当匹配时，结束搜索，返回该元素的迭代器。

equal_range:    返回一对iterator，第一个表示lower_bound,第二个表示upper_bound。

vector<int> vecInt;
vecInt.push_back(1);
vecInt.push_back(3);
vecInt.push_back(5);
vecInt.push_back(7);
vecInt.push_back(9);

vector<int>::iterator it = find(vecInt.begin(), vecInt.end(), 5);        //*it == 5

 

find_if()

find_if:   使用输入的函数代替等于操作符执行find。返回被找到的元素的迭代器。

假设vector<int> vecIntA，vecIntA包含1,3,5,3,9元素

vector<int>::it = find_if(vecInt.begin(),vecInt.end(),GreaterThree);

此时 *it==3, *(it+1)==5, *(it+2)==3, *(it+3)==9

 

三、常用的排序算法

merge()

以下是排序和通用算法：提供元素排序策略

 merge:    合并两个有序序列，存放到另一个序列。

例如：vecIntA,vecIntB,vecIntC是用vector<int>声明的容器，vecIntA已包含1,3,5,7,9元素，vecIntB已包含2,4,6,8元素
vecIntC.resize(9);  //扩大容量
merge(vecIntA.begin(),vecIntA.end(),vecIntB.begin(),vecIntB.end(),vecIntC.begin());
此时vecIntC就存放了按顺序的1,2,3,4,5,6,7,8,9九个元素

 

sort()

sort:  以默认升序的方式重新排列指定范围内的元素。若要改排序规则，可以输入比较函数。

//学生类
Class CStudent:
{
public:
        CStudent(int iID, string strName)
        {
m_iID=iID;  
m_strName=strName; 
}
public:            
    int m_iID;
    string m_strName;
}

//学号比较函数
bool Compare(const CStudent &stuA,const CStudent &stuB)
{
          return (stuA.m_iID<strB.m_iID);
}
void main()
{
     vector<CStudent> vecStu;
     vecStu.push_back(CStudent(2,"老二"));
　　　vecStu.push_back(CStudent(1,"老大"));
　　　vecStu.push_back(CStudent(3,"老三"));
　　　vecStu.push_back(CStudent(4,"老四"));

     sort(vecStu.begin(),vecStu.end(),Compare);

//  此时，vecStu容器包含了按顺序的"老大对象","老二对象","老三对象","老四对象"
}

 

random_shuffle()

random_shuffle:     对指定范围内的元素随机调整次序。

srand(time(0));                            //设置随机种子

vector<int> vecInt;
vecInt.push_back(1);
vecInt.push_back(3);
vecInt.push_back(5);
vecInt.push_back(7);
vecInt.push_back(9);

string str("itcastitcast ");

random_shuffle(vecInt.begin(), vecInt.end());   //随机排序，结果比如：9,7,1,5,3
random_shuffle(str.begin(), str.end());           //随机排序，结果比如：" itstcasticat "

 

reverse() 

vector<int> vecInt;
vecInt.push_back(1);
vecInt.push_back(3);
vecInt.push_back(5);
vecInt.push_back(7);
vecInt.push_back(9);

reverse(vecInt.begin(), vecInt.end());        //{9,7,5,3,1}

 

四、常用的拷贝和替换算法

copy() 

vector<int> vecIntA;
vecIntA.push_back(1);
vecIntA.push_back(3);
vecIntA.push_back(5);
vecIntA.push_back(7);
vecIntA.push_back(9);

vector<int> vecIntB;
vecIntB.resize(5);            //扩大空间

copy(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), vecIntB.begin());    //vecIntB: {1,3,5,7,9}

 

replace()

replace(beg,end,oldValue,newValue):    将指定范围内的所有等于oldValue的元素替换成newValue

vector<int> vecIntA;
vecIntA.push_back(1);
vecIntA.push_back(3);
vecIntA.push_back(5);
vecIntA.push_back(3);
vecIntA.push_back(9);

replace(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), 3, 8);        //{1,8,5,8,9}

 

replace_if()

replace_if : 将指定范围内所有操作结果为true的元素用新值替换。

 

用法举例：

replace_if(vecIntA.begin(),vecIntA.end(),GreaterThree,newVal)

其中 vecIntA是用vector<int>声明的容器，GreaterThree 函数的原型是 bool GreaterThree(int iNum)

//把大于等于3的元素替换成8
vector<int> vecIntA;
vecIntA.push_back(1);
vecIntA.push_back(3);
vecIntA.push_back(5);
vecIntA.push_back(3);
vecIntA.push_back(9);

replace_if(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), GreaterThree, 8);        // GreaterThree的定义在上面。

 

swap()

swap:   交换两个容器的元素

vector<int> vecIntA;
vecIntA.push_back(1);
vecIntA.push_back(3);
vecIntA.push_back(5);

vector<int> vecIntB;
vecIntB.push_back(2);
vecIntB.push_back(4);

swap(vecIntA, vecIntB);  //交换

 

五、常用的算术和生成算法

accumulate()

accumulate:  对指定范围内的元素求和，然后结果再加上一个由val指定的初始值。

　　#include<numeric>
    vector<int> vecIntA;
    vecIntA.push_back(1);
    vecIntA.push_back(3);
    vecIntA.push_back(5);
    vecIntA.push_back(7);
    vecIntA.push_back(9);
    int iSum = accumulate(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), 100);        //iSum==125

 

fill()

fill:   将输入值赋给标志范围内的所有元素

vector<int> vecIntA;
vecIntA.push_back(1);
vecIntA.push_back(3);
vecIntA.push_back(5);
vecIntA.push_back(7);
vecIntA.push_back(9);
fill(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), 8);        //8, 8, 8, 8, 8

 

六、常用的集合算法

set_union(),set_intersection(),set_difference()

set_union:  构造一个有序序列，包含两个有序序列的并集。

 set_intersection:  构造一个有序序列，包含两个有序序列的交集。

set_difference:  构造一个有序序列，该序列保留第一个有序序列中存在而第二个有序序列中不存在的元素。

vector<int> vecIntA;
        vecIntA.push_back(1);
        vecIntA.push_back(3);
        vecIntA.push_back(5);
        vecIntA.push_back(7);
        vecIntA.push_back(9);

        vector<int> vecIntB;
        vecIntB.push_back(1);
        vecIntB.push_back(3);
        vecIntB.push_back(5);
        vecIntB.push_back(6);
        vecIntB.push_back(8);

        vector<int> vecIntC;
        vecIntC.resize(10);

        //并集
        set_union(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), vecIntB.begin(), vecIntB.end(), vecIntC.begin());        //vecIntC : {1,3,5,6,7,8,9,0,0,0}

        //交集
        fill(vecIntC.begin(),vecIntC.end(),0);
        set_intersection(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), vecIntB.begin(), vecIntB.end(), vecIntC.begin());        //vecIntC: {1,3,5,0,0,0,0,0,0,0}

        //差集
        fill(vecIntC.begin(),vecIntC.end(),0);
        set_difference(vecIntA.begin(), vecIntA.end(), vecIntB.begin(), vecIntB.end(), vecIntC.begin());            //vecIntC: {7,9,0,0,0,0,0,0,0,0}