C++容器算法示例詳解
容器算法
<algorithm>
是c++
自帶的容器算法,提供一系列實用的算法。在談到容器算法,我們大概率會用到謂詞predicate
,謂詞返回的類型是布爾類型(bool)
可以是lambda
表達式、函數(shù)對象以及其它可調(diào)用的對象。
查找
find()
查找元素
find
接受三個參數(shù),第三個參數(shù)是值類型,set
、map
自帶count
函數(shù)也能實現(xiàn)這樣的功能,返回值0
表示不存在。為了方便本次連帶find_if
、find_if_not
、find_first_of
、find_end
和adjacent_find
一起舉例。
vector<int> a{1, 1, 2, 3, 4, 4, 5}; vector<int> b{5, 6, 6}; find(a.begin(), a.end(), 3); // 返回的是迭代器,未查找到返回a.end() find_if(a.begin(), a.end(), [](auto x){return x != 3;}); //接受一個一元謂詞,找到第一個滿足條件的元素 find_if_not(a.begin(), a.end(), [](auto x){return x != 3;}); //接受一個一元謂詞,找到第一個不滿足條件的元素 // find_first_of找到存在于第一個范圍的第二個范圍中的第一個元素(可能并不是第二個范圍第一個元素)返回迭代器,也支持一個二元謂詞。 vector<int> a{1, 1, 2, 3, 4, 4, 5}; vector<int> b{6, 5, 6}; auto it = find_first_of(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end()); cout << *it << endl; // 返回5 // find_end找到最后一個匹配子序列的位置,返回最后一個子序列開始的迭代器,也支持一個二元謂詞 vector<int> a{1, 1, 2, 3, 1, 4, 1, 2}; vector<int> b{1, 2}; auto it = find_end(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end()); cout << distance(a.begin(), it) << endl; // 6指向第7個元素 // adjcent_find找到兩個值鄰近的元素,返回指向找到的第一個元素的迭代器,接受一個二元謂詞 vector<int> a{1, 1, 2, 3, 4, 1, 2}; vector<int> b{1, 2}; auto it = adjacent_find(a.begin(), a.end()); auto it = adjacent_find(a.begin(), a.end(), [](auto a, auto b)->bool{return a + b = 10;}); cout << *it << endl;
去重
unique(nums.begin(), nums.end())
除掉連續(xù)相同的值
unique
函數(shù)的作用是刪除掉的連續(xù)的相同的值,unique還支持傳入二元謂詞(可以理解為一個參數(shù)的函數(shù)),會返回一個迭代器it
,但是并不是end()
,中間是未指定的值(訪問可能會產(chǎn)生未定義行為)。注意不要用set
和map
,返回的都是常量迭代器是無法改變的,即其指向的元素無法改變。
// 無謂詞寫法 vector<int> a{1, 1, 2, 3, 4, 4, 5}; auto it = unique(a.begin(), a.end()); // 此時a為{1, 2, 3, 4, 5} for_each(a.begin(), a.end(), [](auto it){cout << it << endl;}); // 輸出為{1, 2, 3, 4, 5, 4, 5} for_each(a.begin(), it, [](auto it){cout << it << endl;}); // 輸出為{1, 2, 3, 4, 5} // 有二元謂詞 vector<int> a{1, 1, 2, 3, 4, 4, 5}; auto it = unique(a.begin(), a.end(), [](auto a, auto b) -> bool{return a != b;}); // 此時a為{1, 2, 3, 4, 5},lambda表達式作為一個二元謂詞,每次從數(shù)組中取兩個嚴肅進行判斷,然后刪除不相等的元素。 for_each(a.begin(), a.end(), [](auto it) -> int{cout << it << endl;}); // Error,這是因為unique將返回的迭代器到之后的end()迭代器指向的值刪除了,但是空間還在。此時訪問,會發(fā)生未定義行為。 for_each(a.begin(), it, [](auto xs){cout << xs << endl;}); // 1,1 cout << distance(a.begin(), a.end()) << endl; // 7,distance求算距離是7
unique_copy()
除掉連續(xù)相同的值并復(fù)制到目標容器
注意,使用此函數(shù)之前先分配空間,再使用unique_copy
并不進行內(nèi)存分配,只是賦值給另一個容器,如果訪問未賦值部分的容器區(qū)域,那么會產(chǎn)生未定義行為。同樣,也支持二元謂詞,通過二元謂詞判定移除連續(xù)值。
vector<int> a{1, 1, 2, 3, 4, 4, 5}; vector<int> b(7, 0); auto it = unique_copy(a.begin(), a.end(), b.begin()); for_each(b.begin(), it, [](auto xs){cout << xs << endl;}); // out: 1 2 3 4 5 // 二元謂詞, 一般不要使用二元謂詞與數(shù)字直接進行比較,可以使用remove實現(xiàn) auto it = unique_copy(a.begin(), a.end(), b.begin(), [x](auto a, auto b) -> bool{return a == 3;}); for_each(b.begin(), it, [](auto xs){cout << xs << endl;}); // out: 1 1 2 3,解釋值等于3才會進行unique_copy auto it = unique_copy(a.begin(), a.end(), b.begin(), [x](auto a, auto b) -> bool{return a == b;}); for_each(b.begin(), it, [](auto xs){cout << xs << endl;}); // out: 1 2 3 4 5,解釋a = b,才會進行復(fù)制
排序
sort()
對容器進行排序
sort
用于實現(xiàn)容器元素的排序,sort也同樣接受二元謂詞
sort(a.begin(), a.end()); sort(a.begin(), a.end(), greater<>()); // 使用庫中自帶的greater\less對象
迭代器差值
distance()
求迭代之間距離
distance
用于求算兩個迭代器之間的差值,只用于同一容器, set
,map
,vector
都可以用。
distance(c.begin(), c.end());
遍歷容器
for_each()
和for_each_n
遍歷容器每個元素并執(zhí)行函數(shù)規(guī)定的操作,第三個參數(shù)是一個函數(shù)。如果要對迭代器指向的元素修改,那么set
就是不可以的,因為set
返回的是常量迭代器。
array<int, 5> a{1, 2, 3, 4, 5}; for_each(a.begin(), a.end(), [](int& x){cout<< x; x *= 2;}); // 此時元素值會發(fā)生改變,因為捕獲的是引用。 for_each(a.begin(), a.end(), [](auto x) -> void{x *= 2; cout << x;}); // 此時元素值不會發(fā)生改變,捕獲的是值,會變?yōu)楦北尽? for_each_n(a.begin, 5, [](auto x) -> void{x *= 2; cout << x;}); // 第二個參數(shù)指定操作的數(shù)量n, 對n個元素進行操作。
復(fù)制元素
copy()
能夠?qū)⑷萜髦械脑貜?fù)制到輸出迭代器之后out iterator
vector<vector<int>> sx(1); // 建議復(fù)制前先分配多個空間,避免不必要的擴容 copy(sx.begin(), sx.end() , sx.begin()); // 可以將[begin, end)之間的元素復(fù)制到從begin()開始的位置。這種操作會將原先的元素覆蓋一次 // 一個有意思的做法是使用back_inserter指明要進行尾插法,某些支持雙向插入的容器也可以轉(zhuǎn)變未尾插容器,省去了一些需要選擇插入函數(shù)的麻煩。 // set、map類紅黑樹容器不存在后插方法,無法進行此類調(diào)用,注意 copy(sx.begin(), sx.end() , back_inserter(sx)); // 負值時會在末尾插入元素 vector<int> a{1, 2, 3}; set<int> s; copy(a.begin(), a.end() , back_inserter(s)); // Error // 接下來我們考慮一個向vector<vector<int>>復(fù)制的問題 vector<vector<int>> v(1); // 此時外部vector容量為1,size也是1。說明內(nèi)部存在一個vector容器元素,但是此時vector[0]的size和capacity都是0,是一個空容器。 copy(v.begin(), v.end(), back_inserter(v)); // 此時內(nèi)部空容器是2個
copy_backward()
能夠?qū)⑷萜髦性貜?fù)制到輸出迭代器之前。
map、set
類也不支持。這個容器算法會覆蓋掉輸出迭代器之前的元素
vector<int> a{1, 2, 3, 4, 5, 6}; set<int> s; copy_backward(a.begin(), a.end() , s); // Error copy_backward(a.begin(), a.begin() + 3, a.end()); // OK a{1, 2, 3, 1, 2, 3} copy_backward(a.begin(), a.begin() + 3, a.begin()); // OK,但是數(shù)組不會發(fā)生任何改變,相當于復(fù)制到begin()迭代器之前沒有意義。
全排列
next_permutation
提供返回容器的一個全排列,也支持一個二元謂詞。
next_permutation(a.begin(), a.end());
取集合
set_intersection
取交集、set_union
取并集、set_difference
取單側(cè)差集,set_symmetric_difference
取兩側(cè)差集,值得注意的是set_difference
在輸出到結(jié)果容器中只會輸出第一個容器中的元素(不管第一個容器的元素是否少于第二個容器的元素)。這四個函數(shù)都接受一個二元謂詞。注意:map
和set
都無法使用,因為這三個函數(shù)底層實現(xiàn)都需要用到自增運算符,而map和set只有常量迭代器不支持這樣的操作。應(yīng)用場景:vector
等容器。
vector<int> a{1, 2, 2, 6, 7, 9}; vector<int> b{1, 2, 5, 8, 10}; vector<int> interResult; vector<int> unionResult; vector<int> differenceResult; vector<int> symmetricResult; set_intersection(a.begin(), a.end(),b.begin(), b.end(), back_inserter(interResult)); set_union(a.begin(), a.end(),b.begin(), b.end(), back_inserter(unionResult)); set_difference(a.begin(), a.end(),b.begin(), b.end(), back_inserter(differenceResult)); set_symmetric_difference(a.begin(), a.end(),b.begin(), b.end(), back_inserter(symmetricResult)); cout << "intersection:" <<endl; for_each(interResult.begin(), interResult.end(), [](auto& item){cout << item << ":";}); cout << endl; cout << "differencesection:" <<endl; for_each(differenceResult.begin(), differenceResult.end(), [](auto& item){cout << item << ":";}); cout << endl; cout << "unionsection:" <<endl; for_each(unionResult.begin(), unionResult.end(), [](auto& item){cout << item << ":";}); cout << endl; cout << "symmetric_diff_section:" <<endl; for_each(symmetricDifferenceResult.begin(), symmetricDifferenceResult.end(), [](auto& item){cout << item << ":";}); /* output * intersection: * 1:2: * differencesection: * 2:6:7:9: * unionsection: * 1:2:2:5:6:7:8:9:10: * symmetric_diff_section: * 2:6:7:9:5:8:10 */
搜索
search
搜索串中的子序列,search_n
搜索串中固定數(shù)量的連續(xù)重復(fù)值。search_n
接受一個二元謂詞,兩個函數(shù)都能夠使用set
和map
。search
接受一個searcher
可調(diào)用對象,但是search_n
對于set
是沒有意義的,因為set
中不存在重復(fù)值
vector<int> a{1,1,1,4}; vector<int> b{1,2}; auto it = search(a.begin(), a.end(),b.begin(), b.end()); auto xs = search_n(a.begin(), a.end(), 3, 1); int ret = it == a.end()? -1 : 1; int res = xs == a.end()? -1 : 1; cout << ret <<endl; // -1; 未找到 cout << res << endl; // 1; 找到了{1,1,1}
到此這篇關(guān)于C++容器算法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++容器算法內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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