C++STL算法篇

前言

 

上一章节主要是详细介绍了C++STL迭代器，并且简单模拟了一下list中的容器，不清楚的可以回顾一下哦。本章节主要针对于C++算法做个详细介绍。STL中算法大致分为四类：

• 非可变序列算法：不修改容器内容的算法。    

• 可变序列算法：修改容器内容的算法。 

• 排序算法：排序合并搜索等内容的算法         

• 数值算法：对容器内容进行数值计算。    

C++STL中70+的算法，以下对稍微常用的算法进行细致分类并标明功能。

查找算法

查找算法就是判断容器中是否包含某个值，主要的查找算法主要是有以下13个：

• adjacent_find : 查重复数，返回首个元素iter

• bianry_search: 二分查找

• count: 区间统计

• count_if: 范围查找统计个数

  equal: 比较

• equal_range :区间元素比较

• find:区间查找元素

• find_first_of:区间查找第一次出现值

• find_if : 条件查找

• upper_bound:查找最后一个大于等于val的位置

• lower_bound: 查找第一个大于等于val的位置

• search:子序列查找位置

• search_n:子序列查找出现次数

部分函数的测试代码如下:

排序和通用算法

排序和通用算法就是用来给容器排序，主要的排序算法主要是有以下14个：

• merge: 归并排序，存于新容器

• inpace_merge: 归并排序，覆盖原区间

• sort: 排序，更改原容器顺序

• stable_sort: 排序，保存原容器数据顺序

  nth_element: 关键字排序

• partition:范围排序

• partial_sort:范围排序

• partial_sort_copy:范围排序外加复制操作

• stable_partition: 范围排序，保存原容器顺序

• random_shuffle: 随机排序

• reverse:逆序原容器

• reverse_copy: 逆序容器保存到新容器

• rotate:移动元素到容器末尾

• rotate_copy:移动元素到新容器

部分函数的测试代码如下:

对于排序，值得一说的是list是不能采用通用排序算法sort，只能使用内置的sort函数哦。

删除和替换算法

删除和替换算法一般都会修改容器的存储现状，一般处理删除和替换的算法主要有以下的15种：

• copy: 拷贝函数

• copy_backward: 逆序拷贝

• iter_swap: 交换

• remove: 删除

  remove_copy: 删除元素复制到新容器

• remove_if:条件删除

• remove_copy_if:条件删除拷贝到新容器

• replace:替换

• replace_copy: 替换，结果放到新容器

• replace_if: 条件替换

• replace_copy_if:条件替换，结果另存

• swap: 交换

• swap_range:区间交换

• unique:去重

    unique_copy:去重，结果另存

部分函数的测试代码如下:

排列组合算法

提供计算给定集合按一定顺序的所有可能排列组合 ，主要有以下两个:

next_permutation:下一个排序序列的组合

prev_permutation:上一个排序序列的组合

有意思的是这里所说的上一个和下一次是什么意思？所谓“下一个”和“上一个”，举了一个简单的例子：对序列 {a, b, c}，每一个元素都比后面的小，按照字典序列，固定a之后，a比bc都小，c比b大，它的下一个序列即为{a, c, b}，而{a, c, b}的上一个序列即为{a, b, c}，同理可以推出所有的六个序列为：{a, b, c}、{a, c, b}、{b, a, c}、{b, c, a}、{c, a, b}、{c, b, a}，其中{a, b, c}没有上一个元素，{c, b, a}没有下一个元素。接下来用代码简单测试下，如下测试代码:

 

算术算法

算术运算算法主要用来做容器的算术运算，使用的时候加上numeric头文件，主要有以下4个：

accumulate:区间求和

partial_sum:相邻元素的和

inner_product:序列内积运算

adjacent_difference:相邻元素的差

部分函数测试代码：

生成和异变算法

生成和一遍算法总共有以下6个下，相对于来说for_each用的相对于来说更多一些:

for_each:迭代访问

fill:填充方式初始容器

fill_n:指定长度填充容器

generate_n:填充前n个位置

transform:一元转换和二元转换

关系算法

关系算法类似与条件表达式一样的作用，主要用来判断容器中元素是否相等等运算，主要有以下8个：

equal:两容器元素是否都相同

includes:是否是包含关系

lexicographical_compare:比较两个序列

max:求最大值

max_element:返回最大值的iterator

min:求最小值

min_element:求最小值的iterator

mismatch:找到第一个不同的位置

集合算法

集合算法主要是集合上的一些运算，例如集合加法：并集，集合的减法：差集，还有交集。主要有以下4个：

set_union:差集

set_intersection:并集

set_difference:保存第一个中有第二个没有的元素

set_symmetric_difference:对称差集

 

部分函数测试代码如下:

堆算法

堆算法，就是把容器当做堆去操作，主要算法函数只有以下4个：

make_heap:生成一个堆

pop_heap:出堆

push_heap:入堆

sort_heap:堆排序

测试代码如下:

尾言

本章节到此结束，作业:使用一些算法，分析上述算法的运行结果。

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