stl变易算法

Posted 2020-09-18 mfmdaoyou

本篇接着前面stl变易算法（一）和stl变易算法（二）继续讲述变易算法。

这里将介绍完余下的变易算法，主要有：填充fill、n次填充fill_n、随机生成元素generate、随机生成n个元素generate_n、移除复制remove_copy、条件移除复制remove_copy_if、移除remove、条件移除remove_if、不连续反复元素复制unique_copy、剔除连续反复元素unique、元素反向reverse、反向复制reverse_copy及旋转rotate 。给出算法实现及实例。

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填充fill

fill算法将同一个值填充到容器的一个或多个元素处，使用原型例如以下。将元素区间[first,last)上的元素所有填充为value值。

//fill算法函数的代码
template <class ForwardIterator, class T>
  void fill (ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& val)
{
  while (first != last) {
    *first = val;
    ++first;
  }
}

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << ‘ ‘;
}

int main(void){
    vector<int> v(5);
    fill(v.begin(), v.end(), 30);
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

---

n次填充fill_n

相似于fill算法。fill_n算法可指定填充的元素个数。它的使用原型例如以下。将迭代器区间[first,first+n)个元素的值填充为value新值。

//fill_n函数的代码
template <class OutputIterator, class Size, class T>
  OutputIterator fill_n (OutputIterator first, Size n, const T& val)
{
  while (n>0) {
    *first = val;
    ++first; --n;
  }
  return first;     // since C++11
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << ‘ ‘;
}

int main(void){
    vector<int> v(8);
    fill(v.begin(), v.end(), 1);
    //前5个元素填充为2
    fill_n(v.begin(), 5, 2);
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    //所有填充为3
    fill_n(v.begin(), v.size(), 3);
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

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随机生成元素generate

generate算法为容器生成新元素。使用原型例如以下，将gen发生器生成的一系列元素存入迭代器区间[first,last)的元素区域处。

//generate算法函数代码
template <class ForwardIterator, class Generator>
  void generate ( ForwardIterator first, ForwardIterator last, Generator gen )
{
  while (first != last) {
    *first = gen();
    ++first;
  }
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

//等差数列an+1=an + 3
class sequence{
public:
    int a;
    sequence(){a=0;}
    inline int operator()(){
        a=a + 3;
        return a;
    }
};

void print(int x){
    cout << x << endl;
}

int main(void){
    vector<int> v(10);
    sequence an;
    generate(v.begin(), v.end(), an);
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl; 
    return 0;
}

随机生成n个元素generate_n

与generate算法相似，但generate_n算法限定了可填入容器的数值个数。它的使用原型例如以下，将迭代器区间[first,first+n）位置处的n个元素，填入由发生器gen生成的数值。

//generate_n算法函数代码
template <class OutputIterator, class Size, class Generator>
  void generate_n ( OutputIterator first, Size n, Generator gen )
{
  while (n>0) {
    *first = gen();
    ++first; --n;
  }
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>

int main(void){
    using namespace std;
    vector<int> v(10);
    //生成3个伪随机数
    generate_n(v.begin(), 3, rand);
    for(unsigned int i=0; i<v.size(); i++)
        cout << v[i] << ‘ ‘;
    cout << endl;
    return 0;
}

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移除复制remove_copy

remove_copy算法实质上是一个条件复制，将容器中不等于某个给定值的元素拷贝到新容器。使用原型例如以下，将迭代器区间[first,last)上不取value的所有元素拷贝到迭代器区间[result,result+n)，n为实际复制的元素个数。

//remove_copy函数的代码
template <class InputIterator, class OutputIterator, class T>
  OutputIterator remove_copy (InputIterator first, InputIterator last,
                              OutputIterator result, const T& val)
{
  while (first!=last) {
    if (!(*first == val)) {
      *result = *first;
      ++result;
    }
    ++first;
  }
  return result;
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << "  ";
}

int main(void){
    vector<int> v;
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(8);
    //
    int iArray[6]={0, 0, 0, 0, 0, 0};
    //v不变
    remove_copy(v.begin(), v.end(), iArray, 4);
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    //打印iArray
    for_each(iArray, iArray+6, print);
    cout << endl;
    return 0;
}

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条件移除复制remove_copy_if

remove_copy_if实际上是remove_copy函数的一个带谓词推断的版本号，使用原型例如以下，将迭代器区间[first,last)上不满足谓词推断条件pred的元素，拷贝到有迭代器result为起始位置的迭代器区间中。

//remove_copy_if算法函数的代码
template <class InputIterator, class OutputIterator, class UnaryPredicate>
  OutputIterator remove_copy_if (InputIterator first, InputIterator last,
                                 OutputIterator result, UnaryPredicate pred)
{
  while (first!=last) {
    if (!pred(*first)) {
      *result = *first;
      ++result;
    }
    ++first;
  }
  return result;
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << "  ";
}

bool even(int x){  //偶数
    return x % 2 ?
 0:1;
}

int main(void){
    //初始化向量v
    vector<int> v;
    v.push_back(7);
    v.push_back(2);
    v.push_back(5);
    v.push_back(4);
    v.push_back(1);
    //初始化数组iArray
    int iArray[6]={0, 0, 0, 0, 0, 0};
    //移除v中偶数,剩余元素拷贝到iArray
    remove_copy_if(v.begin(), v.end(), iArray, even);
    //打印v,v没有改变
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    //打印iArray
    for_each(iArray, iArray+6, print);
    cout << endl;
    return 0;
}

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移除remove

remove算法是将容器中等于某个给定值的元素所有除去。

使用原型例如以下，将迭代器区间将迭代器区间[first,last)上不等于value的元素，复制回迭代器区间[first,result)，当中result是算法函数返回的迭代器。

迭代器区间[result,last)的元素仍然保持不变。

//remove算法函数的代码
template <class ForwardIterator, class T>
  ForwardIterator remove (ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& val)
{
  ForwardIterator result = first;
  while (first!=last) {
    if (!(*first == val)) {
      *result = *first;
      ++result;
    }
    ++first;
  }
  return result;
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << "  ";
}

int main(void){
    //初始化向量v
    vector<int> v;
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(8);
    //移除4
    vector<int>::iterator result=remove(v.begin(), v.end(), 4);
    //打印2 3 8
    for_each(v.begin(), result, print);
    cout << endl;
    //打印2 3 8 4 8
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

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条件移除remove_if

remove_if是remove函数的一个带谓词推断的版本号，使用原型例如以下，将迭代器区间[first,last)上不满足谓词推断条件pred的元素，复制回迭代器区间[first,result)，result是算法返回值。[result,last)上元素保持不变。

//remove_if算法函数的代码
template <class ForwardIterator, class UnaryPredicate>
  ForwardIterator remove_if (ForwardIterator first, ForwardIterator last,
                             UnaryPredicate pred)
{
  ForwardIterator result = first;
  while (first!=last) {
    if (!pred(*first)) {
      *result = *first;
      ++result;
    }
    ++first;
  }
  return result;
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << "  ";
}

bool even(int x){  //偶数
    return x % 2 ?
 0:1;
}

int main(void){
    //初始化向量v
    vector<int> v;
    v.push_back(7);
    v.push_back(2);
    v.push_back(5);
    v.push_back(4);
    v.push_back(1);
    //移除偶数
    vector<int>::iterator result=remove_if(v.begin(), v.end(), even);
    //打印7 5 1
    for_each(v.begin(), result, print);
    cout << endl;
    //打印7 5 1 4 1
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

---

不连续反复元素复制unique_copy

unique_copy用于复制不连续的反复元素。它有例如以下两个使用原型，将迭代器区间[first,last)中邻近相异的元素，拷贝到以result为起点的迭代器区间。

//unique_copy算法函数
template <class InputIterator, class OutputIterator>
  OutputIterator unique_copy (InputIterator first, InputIterator last,
                              OutputIterator result);

template <class InputIterator, class OutputIterator, class BinaryPredicate>
  OutputIterator unique_copy (InputIterator first, InputIterator last,
                              OutputIterator result, BinaryPredicate pred);

template <class InputIterator, class OutputIterator>
  OutputIterator unique_copy (InputIterator first, InputIterator last,
                              OutputIterator result)
{
  if (first==last) return result;

  *result = *first;
  while (++first != last) {
    typename iterator_traits<InputIterator>::value_type val = *first;
    if (!(*result == val))   // or: if (!pred(*result,val)) for version (2)
      *(++result)=val;
  }
  return ++result;
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << ‘ ‘;
}

int main(void){
    vector<int> v;
    v.push_back(2);
    v.push_back(5);
    v.push_back(5);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(5);
    v.push_back(2);
    //
    int iArray[6]={0, 0, 0, 0, 0, 0};
    //
    unique_copy(v.begin(), v.end(), iArray);
    //打印2 5 6 5 2 0
    for_each(iArray, iArray+6, print);
    cout << endl;
    return 0;
}

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剔除连续反复元素unique

unique算法用于剔除容器中连续反复元素，使用原型例如以下，将迭代器区间[first,last)中不连续反复的元素或不满足谓词推断条件的元素。复制回迭代区间[first,result)，result为算法返回值。[result,last)区间的元素。依旧维持不变。

template <class ForwardIterator>
  ForwardIterator unique (ForwardIterator first, ForwardIterator last);

template <class ForwardIterator, class BinaryPredicate>
  ForwardIterator unique (ForwardIterator first, ForwardIterator last,
                          BinaryPredicate pred);

template <class ForwardIterator>
  ForwardIterator unique (ForwardIterator first, ForwardIterator last)
{
  if (first==last) return last;

  ForwardIterator result = first;
  while (++first != last)
  {
    if (!(*result == *first))  // or: if (!pred(*result,*first)) for version (2)
      *(++result)=*first;
  }
  return ++result;
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << ‘ ‘;
}

int main(void){
    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 result=unique(v.begin(), v.end());
    //打印2 6 9 6 3
    for_each(v.begin(), result, print);
    cout << endl;
    //打印2 6 9 6 3 6 3
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

---

元素反向reverse

reverse算法用于容器元素的反向排列，使用原型例如以下，将迭代区间[first,last)的元素反向排列。

template <class BidirectionalIterator>
  void reverse (BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last)
{
  while ((first!=last)&&(first!=--last)) {
    std::iter_swap (first,last);
    ++first;
  }
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << ‘ ‘;
}

int main(void){
    vector<int> v(10);
    for(unsigned int i=0; i<v.size(); i++)
        v[i]=i;
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    //
    reverse(v.begin(), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

---

反向复制reverse_copy

reverse_copy算法用于反向复制容器元素。使用原型例如以下，将迭代器区间[first,last)中的元素，以反向顺序拷贝到迭代器区间[result,result+(last-first))。

template <class BidirectionalIterator, class OutputIterator>
  OutputIterator reverse_copy (BidirectionalIterator first,
                               BidirectionalIterator last, OutputIterator result)
{
  while (first!=last) {
    --last;
    *result = *last;
    ++result;
  }
  return result;
}

//測试用例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x){
    cout << x << ‘ ‘;
}

int main(void){
    vector<int> v(10);
    for(unsigned int i=0; i<v.size(); i++)
        v[i]=i;
    //
    int iArray[10]={0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
    //
    reverse_copy(v.begin(), v.end(), iArray);
    for_each(iArray, iArray+10, print);
    cout << endl;
    return 0;
}

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旋转rotate

rotate算法用于旋转某个迭代器区间的元素。使用原型例如以下。将迭代器区间[first,last)中元素以middle为支点。左旋转[first,middle)元素到[middle,last)的一側。

//rotate算法函数的代码
template <class ForwardIterator>
  void rotate (ForwardIterator first, ForwardIterator middle,
               ForwardIterator last)
{
  ForwardIterator next = middle;
  while (first!=next)
  {
    swap (*first++,*next++);
    if (next==last) next=middle;
    else if (first==middle) middle=next;
  }
}

//測试用例
#include <iostream>     
#include <algorithm>    
#include <vector> 
using namespace std;

int main () {
    vector<int> myvector;

    for (int i=1; i<10; ++i) 
        myvector.push_back(i); // 1 2 3 4 5 6 7 8 9

    rotate(myvector.begin(),myvector.begin()+3,myvector.end());
    // 4 5 6 7 8 9 1 2 3
    for (vector<int>::iterator it=myvector.begin(); it!=myvector.end(); ++it)
        cout << ‘ ‘ << *it;
    cout << ‘\n‘;
    return 0;
}

---

完结。
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