【C++ 二十】STL:遍历、查找、排序、拷贝和替换、算术生成、集合算法

STL:遍历、查找、排序、拷贝和替换、算术生成、集合算法


文章目录

  • STL:遍历、查找、排序、拷贝和替换、算术生成、集合算法
  • 前言
    • 1 常用遍历算法
      • 1.1 for_each
      • 1.2 transform
    • 2 常用查找算法
      • 2.1 find
      • 2.2 find_if
      • 2.3 adjacent_find
      • 2.4 binary_search
      • 2.5 count
      • 2.6 count_if
    • 3 常用排序算法
      • 3.1 sort
      • 3.2 random_shuffle
      • 3.3 merge
      • 3.4 reverse
    • 4 常用拷贝和替换算法
      • 4.1 copy
      • 4.2 replace
      • 4.3 replace_if
      • 4.4 swap
    • 5 常用算术生成算法
      • 5.1 accumulate
      • 5.2 fill
    • 6 常用集合算法
      • 6.1 set_intersection
      • 6.2 set_union
      • 6.3 set_difference


前言

本文包含STL常用遍历算法(for_each、transform)、STL常用查找算法(find、find_if、adjacent_find、binary_search、count、count_if)、STL常用排序算法(sort、random_shuffle、merge、reverse)、STL常用拷贝和替换算法(copy、replace、replace_if、swap)、STL常用算术生成算法(accumulate、fill)、STL常用集合算法(set_intersection、set_union、set_difference)。


概述:

(1)、算法主要是由头文件 <algorithm> <functional> <numeric> 组成

(2)、<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

(3)、<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

(4)、<functional> 定义了一些模板类,用以声明函数对象 内建函数对象

1 常用遍历算法

学习目标: 掌握常用的遍历算法

算法简介:

(1)、 for_each 遍历容器

(2)、 transform 搬运容器到另一个容器中

1.1 for_each

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 (函数或者仿函数)

// 常用遍历算法 for_each

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

// 普通函数
void print01(int val)
{
	cout << val << " ";  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}

// 函数对象;仿函数
class print02
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	}
};

// for_each算法基本用法
void test01() {

	vector<int> v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	// 遍历算法
	for_each(v.begin(), v.end(), print01);  // print01:普通函数放入函数名即可
	cout << endl;

	for_each(v.begin(), v.end(), print02());  // print02():仿函数需传入函数对象
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

    cout << endl;
    
	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: for_each 在实际开发中是最常用遍历算法,需要熟练掌握

1.2 transform

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 ==(回调函数、仿函数)在搬运过程中,期间可以对数据进行逻辑运算:加减乘除等

// 常用遍历算法  搬运 transform

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class TransForm
{
public:
	int operator()(int val)
	{
		return val;  // return val + 100;
	}
};

class MyPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>vTarget;  // 目标容器

	vTarget.resize(v.size());  // 目标容器需要提前开辟空间

	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: 搬运的目标容器必须要提前开辟空间,否则无法正常搬运

2 常用查找算法

学习目标: 掌握常用的查找算法

算法简介:

(1)、 find 查找元素

(2)、 find_if 按条件查找元素

(3)、 adjacent_find 查找相邻重复元素

(4)、 binary_search 二分查找法

(5)、 count 统计元素个数

(6)、 count_if 按条件统计元素个数

2.1 find

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

// 常用查找算法:find

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01() {

	vector<int> v;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}

	// 查找容器中是否有 5 这个元素
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);

	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}
}

class Person {

public:

	Person(string name, int age)  // 构造函数,初始化
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	// 重载==;让底层find知道如何对比person数据类型
	bool operator==(const Person& p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		return false;
	}

public:

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02() {

	vector<Person> v;

	// 创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	Person pp("bbb", 20);

	vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);

	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	test02();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: 利用find可以在容器中找指定的元素,返回值是 迭代器

2.2 find_if

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)

// 常用查找算法,find_if

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

// 1、查找内置数据类型
class GreaterFive
{
public:

	bool operator()(int val)
	{
		return val > 5;
	}
};

void test01() {

	vector<int> v;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());

	if (it == v.end()) {
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;  // 找到大于5的数字:
	}
}

// 2、查找自定义数据类型
class Person {

public:

	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

public:

	string m_Name;
	int m_Age;
};

class Greater20
{
public:

	bool operator()(Person& p)
	{
		return p.m_Age > 20;
	}
};

void test02() {

	vector<Person> v;

	// 创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());

	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	test02();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结:find_if 按条件查找使查找更加灵活,提供的仿函数可以改变不同的策略

2.3 adjacent_find

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

// 常用查找算法:adiacent_find

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(5);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);  // 会返回此容器
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);

	// 查找相邻重复元素
	vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());

	if (it == v.end()) {
		cout << "找不到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

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

2.4 binary_search

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

// 常用查找算法:binary_search

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	//v.push_back(2);  // 再次插入一个2,容器为无序序列

	// 二分查找;查找容器中是否有9这个元素
	// 注意:容器必须是有序的序列;如果是无序序列,结果未知,可能是真,可能是假
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 2);

	if (ret)
	{
		cout << "找到了" << endl;  // 无法打印,只是返回一个结果真假
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: 二分查找法查找效率很高,值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

2.5 count

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

// 常用查找算法:count

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

// 1、内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);

	cout << "4的个数为: " << num << endl;  // 4的个数为: 3
}

// 2、自定义数据类型
class Person
{
public:

	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	// 重载==;自身年龄等于参数p的年龄
	bool operator==(const Person& p)
	{
		if (this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	Person p("诸葛亮", 35);

	// 统计下和"诸葛亮"年龄相同的有多少个
	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
	cout << "num = " << num << endl;  // num = 3
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	test02();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: 统计自定义数据类型时候,需要配合重载 operator==

2.6 count_if

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

// 常用查找算法:count_if

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class Greater4
{
public:

	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 4;
	}
};

// 1、统计内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());

	cout << "大于4的个数为: " << num << endl;
}

// 2、统计自定义数据类型
class Person
{
public:

	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeLess35
{
public:

	bool operator()(const Person& p)
	{
		return p.m_Age < 35;
	}
};

void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
	cout << "小于35岁的个数:" << num << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	test02();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: 按值统计用 count,按条件统计用 count_if

3 常用排序算法

学习目标: 掌握常用的排序算法

算法简介:

(1)、 sort 对容器内元素进行排序

(2)、 random_shuffle 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

(3)、 merge 容器元素合并,并存储到另一容器中

(4)、 reverse 反转指定范围的元素

3.1 sort

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

// 常用排序算法:sort

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01() {

	vector<int> v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	// sort默认从小到大排序
	sort(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	// 从大到小排序
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());  // greater<int>():内建函数对象;版本原因,有的需要加funcation头文件
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: sort 属于开发中最常用的算法之一,需熟练掌握

3.2 random_shuffle

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

// 常用排序算法:random_shuffle

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";  // 8 1 9 2 0 5 7 3 4 2
	}
};

void test01()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));  // 随机数种子;按照系统时间,生成一个种子

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	// 打乱顺序;利用洗牌算法,打乱顺序
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: random_shuffle 洗牌算法比较实用,使用时记得加随机数种子

3.3 merge

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 (合并后的容器也是有序的)(两个容器内的数据顺序必须一致)

    // 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

// 常用排序算法:merge

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> vtarget;

	// 目标容器需要提前开辟空间
	vtarget.resize(v1.size() + v2.size());

	// 合并  需要两个有序序列
	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
	for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: merge 合并的两个容器必须的有序序列

3.4 reverse

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

// 常用排序算法:reverse

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	cout << "反转前: " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());  // 10 30 50 20 40
	cout << endl;

	cout << "反转后: " << endl;

	reverse(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); // 40 20 50 30 10
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: reverse 反转区间内元素,面试题可能涉及到

4 常用拷贝和替换算法

学习目标: 掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介:

(1)、 copy 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

(2)、 replace 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

(3)、 replace_if 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素

(4)、 swap 互换两个容器的元素

4.1 copy

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

// 常见拷贝和替换算法:copy

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> v2;

	v2.resize(v1.size());  // v2容器需提前开辟空间
	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: 利用 copy 算法在拷贝时,目标容器记得提前开辟空间

4.2 replace

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

// 常用拷贝和替换算法:replace

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前:" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	// 将容器中的20 替换成 2000
	cout << "替换后:" << endl;
	replace(v.begin(), v.end(), 20, 2000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: replace 会替换区间内满足条件的元素

4.3 replace_if

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

// 常用拷贝和替换算法:replace_if

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

class ReplaceGreater30
{
public:

	bool operator()(int val)  // 本质也是遍历每一个元素
	{
		return val >= 30;
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前:" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	// 将容器中大于等于的30 替换成 3000
	cout << "替换后:" << endl;
	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: replace_if 按条件查找,可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

4.4 swap

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

// 常用拷贝和替换算法:replace_if

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 100);
	}

	cout << "交换前: " << endl;
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;

	cout << "-----------------------------------------" << endl;

	cout << "交换后: " << endl;
	swap(v1, v2);
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: swap 交换容器时,注意交换的容器要同种类型

5 常用算术生成算法

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:

(1)、 accumulate 计算容器元素累计总和

(2)、 fill 向容器中添加元素

5.1 accumulate

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

// 常用算术生成算法:accumulate

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <numeric>  // 使用accumulate算法,需包含numeric头文件
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int> v;

	for (int i = 0; i <= 100; i++) {
		v.push_back(i);
	}

	// 参数三:起始累加值
	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);

	cout << "total = " << total << endl;  // total = 5050
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: accumulate 使用时头文件注意是 numeric,这个算法很实用

5.2 fill

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

// 常用算术生成算法:fill

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <numeric>  // 使用accumulate算法,需包含numeric头文件
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.resize(10);

	//后期重新填充
	fill(v.begin(), v.end(), 100);

	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结: 利用 fill 可以将容器区间内元素填充为 指定的值

6 常用集合算法

学习目标: 掌握常用的集合算法

算法简介:

(1)、 set_intersection 求两个容器的交集

(2)、 set_union 求两个容器的并集

(3)、 set_difference 求两个容器的差集

在这里插入图片描述

6.1 set_intersection

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

// 常用集合算法:set_intersection

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int> vTarget;

	// 目标容器需要提前开辟空间
	// 最特殊情况,大容器包含小容器,开辟空间:取小容器的size即可
	// 取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));  // min()取最小值,需包含algorithm头文件

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	// 需使用itEnd;如果使用vTarget.end(),会遍历容器所有元素,但开辟容器时,考虑的是最特殊的情况,而交集元素可能没有那么多,容器的容量为最小值
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结:

(1)、求交集的两个集合必须的有序序列

(2)、目标容器开辟空间需要从 两个容器中取小值

(3)、set_intersection 返回值既是交集中最后一个元素的位置

6.2 set_union

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

// 常用集合算法:set_union

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int> vTarget;

	// 目标容器提前开辟空间
	// 最特殊情况,两个容器没有交集,并集就是两个容器size相加
	// 取两个容器的和给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结:

(1)、求并集的两个集合必须的有序序列

(2)、目标容器开辟空间需要 两个容器相加

(3)、set_union 返回值既是并集中最后一个元素的位置

6.3 set_difference

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

// 常用集合算法:set_difference

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流头文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:

	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	// 创建目标容器
	vector<int> vTarget;

	// 给目标容器开辟空间
	// 最特殊情况:两个容器没有交集,取两个容器中大的size作为目标容器开辟空间
	// 取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(max(v1.size(), v2.size()));

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	cout << "v1与v2的差集为: " << endl;
	vector<int>::iterator itEnd =
		set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;

	cout << endl;

	cout << "v2与v1的差集为: " << endl;
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	cout << endl;

	system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的:请按任意键继续...;暂停,方便看清楚输出结果

	return 0;  // 程序正常退出
}

在这里插入图片描述

总结:

(1)、求差集的两个集合必须的有序序列

(2)、目标容器开辟空间需要从 两个容器取较大值

(3)、set_difference 返回值既是差集中最后一个元素的位置


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