STL - 常用算法

概述：

• 算法主要是由头文件 <algorithm> <functional> <numeric> 组成。
• <algorithm> 是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等等。
• <numeric> 体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数。
• <functional> 定义了一些模板类,用以声明函数对象。

学习目标：

• 掌握常用的遍历算法

算法简介：

• for_each 遍历容器 * transform 搬运容器到另一个容器中

功能描述：

• 实现遍历容器

函数原型：

for_each(iterator beg, iterator end, _func);
// 遍历算法 遍历容器元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _func 函数或者函数对象

功能描述：

• 搬运容器到另一个容器中

函数原型：

transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
// beg1 源容器开始迭代器
// end1 源容器结束迭代器
// beg2 目标容器开始迭代器
// _func 函数或者函数对象

学习目标：

• 掌握常用的查找算法

算法简介：

• find 查找元素 * find_if 按条件查找元素
• adjacent_find 查找相邻重复元素 * binary_search 二分查找法
• count 统计元素个数 * count_if 按条件统计元素个数

功能描述：

• 查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：

find(iterator beg, iterator end, value);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素

功能描述：

• 按条件查找元素

函数原型：

find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

功能描述：

• 查找相邻重复元素

函数原型：

adjacent_find(iterator beg, iterator end);
// 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器

总结： 面试题中如果出现查找相邻重复元素，记得用STL中的adjacent_find算法

功能描述：

• 查找指定元素是否存在

函数原型：

bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
// 查找指定的元素，查到 返回true 否则false
// 注意: 在无序序列中不可用
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素

功能描述：

• 统计元素个数

函数原型：

count(iterator beg, iterator end, value);
// 统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 统计的元素

功能描述：

• 按条件统计元素个数

函数原型：

count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按条件统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词

学习目标：

• 掌握常用的排序算法

算法简介：

• sort 对容器内元素进行排序 * random_shuffle 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
• merge 容器元素合并，并存储到另一容器中 * reverse 反转指定范围的元素

功能描述：

• 对容器内元素进行排序

函数原型：

sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词

总结： sort属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

功能描述：

• 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

函数原型：

random_shuffle(iterator beg, iterator end);
// 指定范围内的元素随机调整次序
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器

功能描述：

• 两个容器元素合并，并存储到另一容器中

函数原型：

merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 容器元素合并，并存储到另一容器中
// 注意: 两个容器必须是有序的
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

功能描述：

• 将容器内元素进行反转

函数原型：

reverse(iterator beg, iterator end);
// 反转指定范围的元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器

学习目标：

• 掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介：

• copy 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中 * replace 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
• replace_if 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素 * swap 互换两个容器的元素

功能描述：

• 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

函数原型：

copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// dest 目标起始迭代器

功能描述：

• 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

函数原型：

replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
// 将区间内旧元素 替换成 新元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// oldvalue 旧元素
// newvalue 新元素

功能描述：

• 将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：

replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
// 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _pred 谓词
// newvalue 替换的新元素

功能描述：

• 互换两个容器的元素

函数原型：

swap(container c1, container c2);
// 互换两个容器的元素
// c1容器1
// c2容器2

学习目标：

• 掌握常用的算术生成算法

注意：

• 算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>

算法简介：

• accumulate 计算容器元素累计总和 * fill 向容器中添加元素

功能描述：

• 计算区间内 容器元素累计总和

函数原型：

accumulate(iterator beg, iterator end, value);
// 计算容器元素累计总和
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 起始值

功能描述：

• 向容器中填充指定的元素

函数原型：

fill(iterator beg, iterator end, value);
// 向容器中填充元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 填充的值

学习目标：

• 掌握常用的集合算法

算法简介：

• set_intersection 求两个容器的交集
• set_union 求两个容器的并集
• set_difference 求两个容器的差集

功能描述：

• 求两个容器的交集

函数原型：

set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的交集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

总结：

• 求交集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
• set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置

功能描述：

• 求两个集合的并集

函数原型：

set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的并集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

总结：

• 求并集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要两个容器相加
• set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置

功能描述：

• 求两个集合的差集

函数原型：

set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的差集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

总结：

• 求差集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
• set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置