c++拓展-1:algorithm头文件
头文件:algorithm
algorithm意为”算法”,是C++的标准模版库(STL)中最重要的头文件之一,提供了大量基于迭代器的非成员模版函数。
相关概念说明
- 容器 容器是用来存放各种数据的一个东西,
<algorithm>
中的算法是针对容器设计的。因此,不论数据是一些int
,char
还是自定义的class
,<algorithm>
中的函数都可以正确应对。vector
是最常用的容器。 - 迭代器 迭代器是与容器进行配套使用的。它的作用是对容器中的元素进行遍历,比如数组的指针就可以看作一种迭代器。迭代器一般支持解引用(
operator*()
)、自加(operator++()
)、相等(operator==()
)等操作。 - 谓词 谓词是用来对
<algorithm>
中的函数进行定制操作的。谓词可以是lambda表达式或是函数/函数指针,并且<algorithm>
中只有一元谓词和二元谓词,即函数只能接收一个或两个参数。对于需要额外参数的谓词可以使用lambda表达式的捕获功能。 pair
部分算法会有两个返回值,pair
有两个成员first
和second
,用来将两个值进行打包返回。
用到的主要参数说明
beg
和end
是表示元素范围的迭代器。beg2
是第二个输入序列开始位置的迭代器,end2
表示第二个序列末尾位置(如果有的话)。如果没有end2
,则假定beg2
表示的序列与beg
和end
表示的序列一样大。beg
和beg2
不必是相同的类型,但两个序列中的元素都要能调用给定的可调用对像。比如beg
是一个std::vector<int>::iterator
,而beg2
可以是一个std::deque<int>::iterator
。dest
是表示目的序列的迭代器,目的序列必须保证能够存储算法生成的所有元素。若无法确定大小,可以调用std::back_inserter()
函数获取目的序列的插入迭代器。unaryPred
和binayPred
是一元和二元谓词,其实参都是序列中的元素。comp
是一个二元谓词,用于比较两个元素。unaryOp
和binaryOp
是可调用对象。
此外,部分算法要求序列是有序的,默认是使用小于运算符(<
)定义的升序。若使用谓词版本,则有序是按comp
升序。
常用函数及用法
非修改性序列操作(12个)
循环
- 对序列中的每个元素执行某操作 for_each()
查找
- 在序列中找出某个值的第一次出现的位置 find() 利用底层元素的等于操作符,对范围内的元素与输入的值进行比较。当匹配时,结束搜索,返回该元素的一个 InputIterator 。
- 在序列中找出符合某谓词的第一个元素 find_if()
- 在序列中找出一子序列的最后一次出现的位置 find_end()
- 在序列中找出第一次出现指定值集中之值的位置 find_first_of()
- 在序列中找出相邻的一对值 adjacent_find()
计数
- 在序列中统计某个值出现的次数 count()
- 在序列中统计与某谓词匹配的次数 count_if()
比较
- 找出两个序列相异的第一个元素 mismatch()
- 两个序列中的对应元素都相同时为真 equal()
搜索
- 在序列中找出一子序列的第一次出现的位置 search()
- 在序列中找出一值的连续n次出现的位置 search_n()
修改性序列操作(27个)
复制
- 从序列的第一个元素起进行复制 copy()
- 从序列的最后一个元素起进行复制 copy_backward()
交换
- 交换两个元素 swap()
- 交换指定范围的元素 swap_ranges()
- 交换由迭代器所指的两个元素 iter_swap()
变换
- 将某操作应用于指定范围的每个元素 transform()
替换
- 用一个给定值替换一些值 replace()
- 替换满足谓词的一些元素 replace_if()
- 复制序列时用一给定值替换元素 replace_copy()
- 复制序列时替换满足谓词的元素 replace_copy_if()
填充
- 用一给定值取代所有元素 fill()
- 用一给定值取代前n个元素 fill_n()
生成
- 用一操作的结果取代所有元素 generate()
- 用一操作的结果取代前n个元素 generate_n()
删除
- 删除具有给定值的元素 remove()
- 删除满足谓词的元素 remove_if()
- 复制序列时删除具有给定值的元素 remove_copy()
- 复制序列时删除满足谓词的元素 remove_copy_if()
唯一
- 删除相邻的重复元素 unique()
- 复制序列时删除相邻的重复元素 unique_copy()
反转
- 反转元素的次序 reverse()
- 复制序列时反转元素的次序 reverse_copy()
环移
- 循环移动元素 rotate()
- 复制序列时循环移动元素 rotate_copy()
随机
- 采用均匀分布来随机移动元素 random_shuffle()
划分
- 将满足某谓词的元素都放到前面 partition()
- 将满足某谓词的元素都放到前面并维持原顺序 stable_partition()
序列排序及相关操作(27个)
排序
- 以很好的平均效率排序 sort()
- 并维持相同元素的原有顺序 stable_sort()
- 将序列的前一部分排好序 partial_sort()
- 复制的同时将序列的前一部分排好序 partial_sort_copy()
- 将第n各元素放到它的正确位置 nth_element()
二分检索
- 找到大于等于某值的第一次出现 lower_bound()
- 找到大于某值的第一次出现 upper_bound()
- 找到(在不破坏顺序的前提下)可插入给定值的最大范围 equal_range()
- 在有序序列中确定给定元素是否存在 binary_search()
归并
- 归并两个有序序列 merge()
- 归并两个接续的有序序列 inplace_merge()
有序结构上的集合操作
- 一序列为另一序列的子序列时为真 includes()
- 构造两个集合的有序并集 set_union()
- 构造两个集合的有序交集 set_intersection()
- 构造两个集合的有序差集 set_difference()
- 构造两个集合的有序对称差集(并-交) set_symmetric_difference()
堆操作
- 向堆中加入元素 push_heap()
- 从堆中弹出元素 pop_heap()
- 从序列构造堆 make_heap()
- 给堆排序 sort_heap()
最大和最小
- 两个值中较小的 min()
- 两个值中较大的 max()
- 序列中的最小元素 min_element()
- 序列中的最大元素 max_element()
词典比较
- 两个序列按字典序的第一个在前 lexicographical_compare()
排列生成器
- 按字典序的下一个排列 next_permutation()
- 按字典序的前一个排列 prev_permutation()
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