stl变易算法

Posted 2020-09-28 zhchoutai

C++ STL的变易算法是一组可以改动容器元素数据的模板函数，可进行序列容器的复制、交换、替换、填充、移除、旋转等。这些算法对迭代器有较高的要求。详细的迭代器类型随各个算法而定，或向前迭代器、或双向迭代器、又或者是随机迭代器，以提供算法所须要的迭代器操作。

应用变易算法时，先要检查容器的迭代器是否符合要求，防止产生编译错误。

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元素复制copy

C++STL提供一个用于容器间元素拷贝的copy算法。将迭代区间[first,last)的元素拷贝到由复制目标迭代器result给定的区间[result,result+(last-first))中，原型例如以下：

template <class InputIterator, class OutputIterator>
  OutputIterator copy (InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator result);

详细代码例如以下：

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

//实例
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <list>
#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(1);
    v.push_back(3);
    v.push_back(5);
    //初始化双向链表l
    list<int> l;
    l.push_back(2);
    l.push_back(4);
    l.push_back(6);
    l.push_back(8);
    l.push_back(10);
    //复制v到l
    copy(v.begin(), v.end(), l.begin());
    //链表l打印l 3 5 8 10
    for_each(l.begin(), l.end(), print);
    cout <<endl;
    return 0;
}

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反向复制copy_backward

与copy算法类似，copy_backward算法也是将一个迭代器区间元素拷贝到还有一迭代器区间上，仅仅是复制的过程是从最后的元素開始复制，直到首元素复制出来。
它使用的原型例如以下，将迭代器区间[first,last)的元素。拷贝到以result为结束位置的区间[result-(last-first))中。顺序为*(last-1)拷贝到*（result-1）、*（last-2)拷贝到*（result-2)、*（last-3)拷贝到*(result-3)、……

//copy_backward算法函数的代码
template<class BidirectionalIterator1, class BidirectionalIterator2>
  BidirectionalIterator2 copy_backward ( BidirectionalIterator1 first,
                                         BidirectionalIterator1 last,
                                         BidirectionalIterator2 result )
{
  while (last!=first) *(--result) = *(--last);
  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+1;
    copy_backward(v.begin(), v.begin() + 3, v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

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元素交换swap

尽管大多数容器的内部提供了swap函数，但c++STL还是以更一般的迭代器形式。提供更一般的swap算法来实现两个元素的交换。

//swap算法函数的代码
template <class T> void swap ( T& a, T& b )
{
  T c(a); a=b; b=c;
}

//实例
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{   
    int a = 5;
    int b = 26;
    cout << "交换前 " << "a = " << a << " b = " << b << endl;
    swap(a, b);
    cout << "交换后 " << "a = " << a << " b = " << b << endl;
    return 0;
}

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迭代器交换iter_swap

iter_swap算法是swap算法的迭代器形式，使交换算法更易用于一般的容器。

template <class ForwardIterator1, class ForwardIterator2>
  void iter_swap (ForwardIterator1 a, ForwardIterator2 b)
{
  swap (*a, *b);
}

//样例
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
    int a = 5;
    int b = 26;
    cout << "交换前 " << "a = " << a << " b = " << b << endl;
    iter_swap(&a, &b);
    cout << "交换后 " << "a = " << a << " b = " << b << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

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区间元素交换swap_ranges

直观来说。swap_ranges算法用于进行两个迭代器区间元素的交换。

它的使用原型例如以下，将[first1,last1)迭代器区间的元素，与[first2,first2+(last1-first1))迭代器区间元素交换。当中*first1和*first2交换，*(first1+1)和*(first2+1)交换、……、*（last1-1)和*(first2+(last1-first1)-1)交换。

template<class ForwardIterator1, class ForwardIterator2>
  ForwardIterator2 swap_ranges (ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1,
                                ForwardIterator2 first2)
{
  while (first1!=last1) {
    swap (*first1, *first2);
    ++first1; ++first2;
  }
  return first2;
}

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

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

int main(void)
{
    vector<int> v1, v2;
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(5);
    v2.push_back(2);
    v2.push_back(4);
    v2.push_back(6);
    //打印v1、v2
    cout << "交换前, v1=";
    for_each(v1.begin(), v1.end(), print);
    cout << "v2=";
    for_each(v2.begin(), v2.end(), print);
    cout << endl;
    //交换v1、v2
    swap_ranges(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());
    //打印v1、v2
    cout << "交换后, v1=";
    for_each(v1.begin(), v1.end(), print);
    cout << "v2=";
    for_each(v2.begin(), v2.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

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未完待续……

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