STL中的查找算法

Posted 2020-08-04 农民伯伯-Coding

    STL中有很多算法，这些算法可以用到一个或多个STL容器（因为STL的一个设计思想是将算法和容器进行分离），也可以用到非容器序列比如数组中。众多算法中，查找算法是应用最为普遍的一类。

单个元素查找

1、 find() 比较条件为元素是否相等的查找：

    template <class InputIterator, class T>
    InputIterator find (InputIterator first, InputIterator last, const T& val);

2、find_if() 自定义比较函数 
从给出的区间中查找第一个满足比较函数的元素

bool cmpFunction (int i) {
  return ((i%30)==0);
}
it = std::find_if (myvector.begin(), myvector.end(), cmpFunction);
std::cout << "first:" <<  *it <<std::endl;

3、count() 统计元素出现的次数 
std::count() 统计区间中某个元素出现的次数 
std::count_if() 自定义比较函数

4、min_element() 查找给定区间内最小值

5、max_element() 查找给定区间内最大值

6、binary_search() 有序区间的二分查找 
binary_search() 用来在一个有序区间中使用二分法查找元素是否在这个区间中，该算法的返回值为bool表示是否存在。

template <class ForwardIterator, class T>
  bool binary_search (ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& val)
{
  first = std::lower_bound(first,last,val);
  return (first!=last && !(val<*first));
}

 

7、lower_bound() 返回有序序列给定区间[first, last) (左闭右开）内的第一个大于等于value的位置。如果所有元素都小于value，则返回last。

template< class ForwardIterator, class Type >
ForwardIterator lower_bound( ForwardIterator first, ForwardIterator last, const Type &value );

template< class ForwardIterator, class Type, class Compare>
ForwardIterator　lower_bound( ForwardIterator first,　ForwardIterator last, const Type &value, Compare comp ); //支持自定义比较函数

 

8、upper_bound() 返回有序序列给定区间[first, last) (左闭右开）内的第一个大于value的位置。如果所有元素都小于等于value，则返回last。

template< class ForwardIterator, class Type >
ForwardIterator upper_bound( ForwardIterator first, ForwardIterator last, const Type &value );

template< class ForwardIterator, class Type, class Compare>
ForwardIterator　upper_bound( ForwardIterator first,　ForwardIterator last, const Type &value, Compare comp ); //支持自定义比较函数

 

其中lower_bound/upper_bound 可以用于任何支持随机访问的容器中，比如vector，deque，数组。对于不支持随机访问的容器如 set/map，这些容器有同名的方法来进行 lower_bound/upper_bound 操作。

map::lower_bound(key):返回map中第一个大于或等于key的迭代器指针
map::upper_bound(key):返回map中第一个大于key的迭代器指针
set::lower_bound(val):返回set中第一个大于或等于val的迭代器指针
set::upper_bound(val):返回set中第一个大于val的迭代器指针

 

区间查找(区间整体匹配）

1、search() 查找子区间首次出现的位置 
find() 用来查找单个元素，search() 用来查找一个子区间，比如 从myvector中查找自取件[20, 30] 的位置

int needle1[] = {20,30};
it = std::search (myvector.begin(), myvector.end(), needle1, needle1+2);
if (it!=myvector.end())
std::cout << "needle1 found at position " << (it-myvector.begin()) << ‘\n‘;

 

search() 支持自定义比较函数，比如查询给定区间中每个元素比目标区间小1的子区间：

bool cmpFunction (int i, int j) {
  return (i-j==1);
}
int myints[] = {1,2,3,4,5,1,2,3,4,5};
std::vector<int> haystack (myints,myints+10);

int needle2[] = {1,2,3};
// using predicate comparison:
it = std::search (haystack.begin(), haystack.end(), needle2, needle2+3, cmpFunction);

 

2、find_end() 查找子区间最后一次出现的位置 
search()查找子区间第一次出现的位置，而find_end() 用来查找子区间最后一次出现的位置，find_end()支持自定义比较函数。

3、equal() 判断两个区间是否相等

4、mismatch() 查询两个区间首次出现不同的位置

集合查找（集合内任意一个元素匹配）

find_first_of() 查找给定集合中的任意一个元素